관성 구속 퓨전이란?

관성 구속 융합 (ICF)은 재료를 빠르게 압축하고 가열하여 핵융합을 달성하는 방법입니다. 이 프로세스는 일반적으로 고출력 레이저로 이루어지며,이 레이저는 모두 작은 펠릿에 초점을 맞춰 빠르게 가열합니다. 강렬한 가열은 펠릿 내부의 재료를 기화시켜 충격파를 발생시켜 재료가 녹을 정도로 뜨겁고 밀도가 높습니다. 관성 구속 융합은 아직 소비하는 것보다 더 유용한 에너지를 생산하지 못하지만, 상업적으로 실행 가능한 전원을 구축하는 방법에 대한 연구는 여전히 진행 중입니다.

관성 구속 융합 펠렛의 기본 성분은 중수소와 삼중 수소이며, 둘 다 수소 동위 원소입니다. 중수소와 삼중 수소 사이의 융합 반응은 다른 반응보다 달성하기가 훨씬 쉬우므로 전력 생산 중수소 / 삼중 수소 반응기는 현대식 융합 연구의 주요 목표입니다. 이 펠릿은 매우 작고 무게는 1 그램 미만이며 관성 구속 융합 반응기에 한 번에 하나씩 삽입됩니다.

펠렛이 로딩되면, 매우 큰 레이저를 사용하여 펠렛을 수백 섭씨 화씨 (섭씨)로 빠르게 융합 온도까지 가열합니다. 펠렛의 외부 층의 빠른 가열은 펠렛의 내부에 압력을 가하여 펠렛의 기화 및 급속 팽창을 야기한다. 레이저가 충분한 에너지를 공급하는 경우, 펠릿의 내부는 핵융합을 유발할만큼 빠르게 압축되어 펠릿을 더 뜨겁게 만듭니다. 이 조건을 "점화"라고하며, 대부분의 현대 관성 감금 융합 실험의 목표입니다.

관성 구속 융합의 주요 어려움은 펠렛이 공간으로 분산되기 전에 펠렛에 충분한 전력을 공급하여 펠렛을 융합 온도로 가열하는 것이다. 핵융합으로 동력을 생산하려면 반응이 Lawson 기준이라고하는 값을 초과해야하며, 이는 주어진 양의 연료에 필요한 최소 제한 시간을 제공합니다. 이를 위해서는 마이크로 초 단위로 많은 메가 줄 에너지가 레이저 시스템을 통과해야합니다. 너무 많은 전력을 소비하지 않고 안정적으로이 작업을 수행하면 큰 기술적 문제가 발생합니다. "빠른 점화"라고하는 구속 문제에 대한 새로운 접근법이 제안되어 있는데, 여기서 하나의 빠른 레이저 버스트는 이미 압축 된 후에 펠릿을 점화합니다. 이 방법은 이론적으로 유망 해 보이지만 아직 성공적으로 테스트되지 않았습니다.