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2016년 1월 6일 수요일

100만 기압의 압력으로 물질을 연구하다 - 토르


(Sandia National Laboratories technician Eric Breden installs a transmission cable on the silver disk that is the new pulsed-power machine’s central powerflow assembly. Credit: Randy Montoya)
 북구신화의 신 토르(Thor)는 묠니르라는 거대한 망치를 사용해 거인족과 싸움을 벌입니다. 그런만큼 토르 하면 망치를 든 전사의 이미지가 떠오를 수밖에 없습니다. 미국의 산디아 국립 연구소(Sandia National Laboratories)의 가속기(pulsed power accelerator)인 토르 역시 마찬가지인데, 이 새로운 가속기는 100만 기압의 초고압 상태를 가해 물질을 연구하는 장치입니다. 그야말로 뇌신의 망치로 때리는 것처럼 물질을 고온 고압의 상태로 만드는 것입니다.  


 토르는 같은 연구소에 있는 Z 머신을 개량한 장치입니다. Z 머신은 500만 기압이라는 엄청난 압력을 가할 수 있으며 20억K라는 초고온을 달성하기도 했습니다. 상세한 내용은 이전 포스트에 있습니다.




  토르 자체는 Z머신보다 약한 출력을 가지고 있습니다. 그럼에도 한 단계 더 발전된 장치인 것은 매우 작고 효율적이기 때문입니다. 토르의 면적은 Z 머신 대비 1/5이하이며 효율성은 40배나 향상되었습니다. 더욱이 100나노초라는 매우 짧은 시간동안 펄스를 가할 수 있어 물질에 가할 열과 압력을 세세하게 조절할 수 있습니다. 그리고 Z 머신처럼 한 번 사용하는데 오랜 시간이 걸리지 않기 때문에 연구에 매우 유리합니다.


 토르는 브릭(brick)이라고 부르는 신발상자만한 케이스 안에 두 개의 캐파시터(capacitor)와 스위치를 지닌 모듈형 설계를 가지고 있으며 우선 24개와 48개의 브릭을 가진 모듈을 먼저 테스트 한 후 144개의 브릭을 가진 풀 모듈로 완성될 예정입니다. 완성되면 더 효율적이고 정밀하게 고온 고압 상태를 만들어 극한 상황에서의 물리학 연구와 더불어 핵융합 연구 등 차세대 고온 물리학 연구를 진행할 것이라고 합니다.


 작명 센스면에서 봤을 때는 토르보단 묠니르가 더 맞지 않나 싶은데, 아무튼 첨단 기술의 발전속도를 새삼스럽게 느끼게 만드는 장치인 것 같습니다.


 참고






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