자기 구속 퓨전이란 무엇입니까?

자기 구속 융합은 자기장에서 플라즈마 (이온화 된 가스)를 현탁시키고 온도 및 압력을 큰 수준으로 상승시키는 핵융합에 대한 접근법이다. 핵융합은 수소, 중수소, 삼중 수소 또는 헬륨과 같은 가벼운 원자핵이 큰 온도와 압력에서 함께 융합 될 때 생성되는 일종의 핵 에너지입니다. 모든 태양의 빛과 열은 핵심 핵융합 반응에서 비롯됩니다. 이를 통해 태양이 전혀 존재할 수 있습니다. 융합 반응의 외부 압력은 중력 붕괴 경향과 균형을 이룹니다.

인류가 핵 에너지를 위해 핵분열을 분해하는 핵분열 에너지를 이용했지만, 성공적인 핵융합 력은 여전히 ​​우리를 피하고있다. 지금까지 핵융합 발전을위한 모든 시도는 생산하는 것보다 더 많은 에너지를 소비합니다. 자기 구속 융합은 핵융합에 대한 두 가지 대중적인 접근 방식 중 하나입니다. 다른 하나는 관성 구속 융합이며, 여기에는 고출력 레이저로 연료 펠릿에 충격을가합니다. 현재 각 경로를 추구하는 수십억 달러 프로젝트가 있습니다-미국의 국가 점화 시설은 관성 감금 융합을 추구하고 있으며 국제 프로젝트 인 국제 열핵 실험 반응기는 자기 감금 융합을 추구하고 있습니다.

물리학 자이자 천문학자인 리만 스피처 (Lyman Spitzer)가 8 자 모양의 플라즈마 한정 장치 인 스 텔러 레이터 (Stellerator)를 만들면서 1951 년에 자기 구속 융합 실험이 시작되었습니다. 러시아 과학자들이 토카막 디자인을 대중에게 공개했을 때 1968 년에 대대적 인 돌파구가 열렸는데, 이는 앞으로 가장 자성 가두기 융합 장치의 디자인이 될 토러스입니다. 1991 년 영국에 START (Small Tight Aspect Ratio Tokamak), 스페로 막 또는 구형 토카막을 건설하는 또 다른 단계가있었습니다. 실험 결과,이 장치는 융합 반응을 시작할 때 대부분의 토카막보다 약 3 배 더 나은 것으로 나타 났으며, 스페로 막은 계속해서 핵융합 연구 분야에서 연구되고있다.

융합 반응을 효율적으로하기 위해, 토카막 반응기의 중심은 약 1 억 켈빈의 온도로 가열되어야한다. 이러한 고온에서 입자는 엄청난 운동 에너지를 가지며 끊임없이 탈출하려고합니다. 한 핵융합 연구에서는 자기 구속 핵융합의 도전과 풍선 압착의 도전을 비교합니다. 한쪽을 세게 누르면 다른 쪽이 튀어 나옵니다. 자기 구속 융합에서, 이러한 "포핑"은 고온 입자가 반응기 벽과 충돌하여 "스퍼터링"으로 알려진 공정에서 금속 조각을 긁어 낸다. 이 입자는 에너지를 흡수하여 제한된 플라즈마의 총 온도를 낮추고 올바른 온도를 달성하기 어렵게 만듭니다.

융합 전력을 마스터 할 수 있다면 인류를위한 최고의 에너지 원이 될 수 있지만, 가장 낙관적 인 연구자들조차 2030 년 이전에 상용 발전을 기대하지는 않습니다.