퓨전 에너지는 무엇입니까?

핵융합 에너지 는 핵을 함께 융합시켜 원자 핵의 입자들 사이의 결합에서 에너지를 추출하는 것입니다. 가장 많은 에너지를 얻으려면 수소, 중수소, 삼중 수소 및 헬륨과 같은 가벼운 원소와 동위 원소를 사용해야하지만 철보다 원자 번호가 낮은 모든 원소는 융합시 순 에너지를 생성 할 수 있습니다. 퓨전은 핵분열과 대조적으로 우라늄이나 플루토늄과 같은 무거운 핵을 분해하여 에너지를 생성하는 과정입니다. 둘 다 핵 에너지로 간주되지만 핵분열은 더 쉽고 더 잘 발전합니다. 오늘날의 모든 원자력 발전소는 핵분열 에너지를 기반으로 운영되지만 많은 과학자들은 융합 에너지를 기반으로 한 발전소가 2050 년 전에 개발되기를 희망합니다.

핵분열 에너지와 핵융합 에너지에 기반한 핵폭탄이 있습니다. 기존의 A- 폭탄은 핵분열을 기반으로하고 H- 폭탄 또는 수소 폭탄은 핵융합을 기반으로합니다. 융합은 물질을 에너지로보다 효율적으로 변환하여 공정이 연쇄 반응으로 전환 될 때 더 많은 열과 온도를 생성합니다. 따라서 H- 폭탄은 A- 폭탄보다 수율이 높고 경우에 따라 5,000 배 이상 높습니다. H- 폭탄은 핵융합에 필요한 온도를 얻기 위해 핵분열 "부스터"를 사용합니다. H- 폭탄에서 반응 질량의 약 1 %가 에너지로 직접 변환됩니다.

핵분열이 아닌 핵융합 에너지는 태양에 전력을 공급하고 모든 열과 빛을 생성하는 에너지입니다. 태양의 중심에서 초당 약 4,260 만 톤의 수소가 에너지로 변환되어 초당 383 개의 요타 와트 (3.83 × 10 ²⁶ W) 또는 9.15 × 10 ¹⁰ 메가톤의 TNT를 생성합니다. 이것은 많이 들리지만 실제로 태양의 총 질량과 부피를 고려하면 상당히 온화합니다. 태양의 핵심 에너지 생산 속도는 전구 필라멘트에서 발생하는 에너지 생산보다 백만 배 이상 약 0.3 W / m ³ (입방 미터당 와트)에 불과합니다. 약 20 개의 지구와 동등한 직경을 가진 코어가 너무 커서 총 에너지가 너무 많이 생성됩니다.

수십 년 동안 과학자들은 인간의 요구에 맞는 융합 에너지를 활용하기 위해 노력해 왔지만, 고온과 관련 압력 때문에 어려움이 있습니다. 작은 볼 베어링 크기의 연료 단위 인 핵융합 에너지를 사용하면 휘발유 배럴만큼 많은 에너지를 생산할 수 있습니다. 불행히도, 2008 년 현재 융합 발전에 대한 모든 시도는 그들이 생산 한 것보다 더 많은 에너지를 소비했습니다. 플라즈마를 임계 온도로 압축하기 위해 자기장을 사용하거나 (자성 감금 융합), 또는 목표물에 레이저를 발사하여 융합 임계 임계 값 (관성 감금 융합)을 초과하여 가열하는 두 가지 기본 접근법이 있습니다. 이 두 가지 접근 방식은 NIF (National Ignition Facility)가 관성 감금 융합을 시도하여 2010 년에 온라인으로 제공하고, ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor)가 자기 감금 융합을 위해 노력하고 2018 년에 온라인으로 제공되면서 상당한 자금을 지원 받았습니다.