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2012년 7월 17일 화요일

인류역사상 가장 강력한 레이저 - 500 조와트 출력 레이저를 발사한 NIF




 지난 2009 년 완공되었던 미국의 국립 점화 시설 (NIF : National Ignition Facility) 은 LHC 와 마찬가지로 바로 100% 출력의 레이저로 실험을 실시하지는 않았습니다. 이런 거대한 과학시설을 풀 가동 시키는 데는 오랜 시간이 필요하기 때문입니다. NIF 의 과학자들은 여러가지 테스트를 해가며 점점 에너지를 올려왔고 마침내 2012 년 7월 5일 인류 역사상 가장 강력한 출력인 500 조 와트 (500 Trillion watt) 최대 출력의 레이저 빔을 발사하는 데 성공했습니다. 이는 1.85 MJ 에너지의 레이저를 1.85 밀리미터 크기의 타겟에 집중시켜 인공 핵융합 반응을 유도하는 엄청난 과제였습니다. 


 ( NIF 및 관성봉입핵융합로 (ICF) 방식에 대해서 자세히 알고자 한다면 필자가 3 년전에 쓴 포스트를 참고하시기 바립니다. (  http://blog.naver.com/jjy0501/100089024930 ) )


 NIF 는 기본적으로 192 개의 거대한 레이저 빔을 하나의 아주 작은 점에 집중시키는 장치로써 이 시설의 크기는 엄청나지만 타겟이 되는 지점은 사실 2 mm 에 불과할 정도로 작습니다. 작은 점에 집중된 레이저 빔은 엄청난 고온고압환경을 만들게 되고 결과적으로 인공적인 핵융합을 유도하는 목적의 장치입니다. 그리고 그 외에도 고에너지 물리학에 필요한 연구도 수행하게 되며 일부 국방 목적의 연구도 수행하게 됩니다. 

 로렌스 리버모어 국립 연구소 (Lawrence Livermore National Laboratory) 안에 건설된 이 연구시설은 지금까지 무려 총 42억 달러 이상이 소요된 초 대형 과학 프로젝트로 마침내 이전에 달성한 최대 출력의 1000 배 (총 에너지 기준으로 100배) 에 달하는 500 조 와트의 레이저를 발사할 수 있는 단계에 이른 것입니다. 

(NIF 의 타겟 챔버 - 사람과의 크기를 비교해 보라.  This work is in the public domain )


      

(NIF 전체 시설의 조감도.   public domain image) 



(목표가 되는 연료 펠릿의 크기   public domain image)


 아직까지 NIF 의 과학적 성과는 평가하기 이른 단계 이지만 이것이 핵융합 발전이나 기타 고에너지 물리학등에 대한 지식은 물론 일종의 핵실험을 대신하는 기능을 통해 미국에 도움이 될 것으로 예상할 순 있습니다. 다만 막대한 건설비용 및 시간으로 인해 다소 논란에 휩싸였던 것도 사실입니다. 아무튼 2012 년 7월 5일 앞으로 당분간 이 보다 더 거대한 시설을 만들지 않는 이상 깨지기 어려운 신기록이 수립된 것 만큼은 확실한 사실입니다. 


 참고 




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