1.3MJ의 핵융합 에너지를 얻은 NIF

(On Aug. 8, 2021, an experiment at the National Ignition Facility put researchers at the threshold of fusion ignition, achieving a yield of more than 1.3 megajoules — an 8X improvement over experiments conducted in spring 2021 and a 25X increase over NIF’s 2018 record yield. Credit: John Jett, LLNL.)

미국의 국립 점화 시설 (NIF : National Ignition Facility)이 1.3MJ의 에너지 수율 (yield) 달성했다는 소식입니다. 192개의 강력한 자외선 레이저를 이용해 500테라와트(TW, 1TW=1조 와트)의 에너지를 2mm에 불과한 작은 연료 캡슐에 집중시키는 NIF는 2014년 투입한 것보다 더 많은 에너지를 핵융합 반응에서 얻는 데 성공했습니다.

NIF의 더 자세한 구조와 원리에 대해서는 이전 포스트를 참조해 주시기 바랍니다.

이전 포스트: https://blog.naver.com/jjy0501/100162569906

https://blog.naver.com/jjy0501/100205748731

그러나 정확히 말하면 레이저 자체가 아니라 연료 부분에 도달한 레이저 에너지 대비 더 많은 에너지라는 이야기라 핵융합 발전과는 거리가 있었습니다. 로렌스 리버모어 국립 연구소 (LLNL)의 과학자들은 중수소와 삼중수소가 들어 있는 연료 캡슐 (팰릿)의 디자인을 계속해서 개선해서 더 많은 핵융합 에너지를 내놓을 수 있게 개량했습니다. NIF는 점점 수율을 올려 최근에는 100kJ-170kJ의 에너지를 얻다가 8월초 1.3MJ이라는 신기록을 수립했습니다. 실제 투입된 에너지와 근접한 에너지를 얻을 가능성이 커진 것입니다.

현재 핵융합 연구는 크게 토카막 방식인 ITER이 주도하고 있지만, 강력한 레이저를 한 점에 집중시켜 핵융합 반응을 유도하는 레이저 핵융합 방식도 과거부터 주목받아온 인공 핵융합 기술입니다. 따라서 NIF가 과연 얼마까지 에너지를 얻을 수 있을지 주목됩니다. 만약 상당한 에너지를 확보할 수 있다면 의외의 게임 체인저가 될 가능성도 있습니다. 다만 실제 상업 핵융합 발전을 위해서는 NIF가 아닌 발전을 염두에 둔 새로운 핵융합 연구 시설이 필요해 설령 상용화에 성공하더라도 상당한 시일이 걸릴 것으로 예상됩니다.

참고

https://newatlas.com/energy/laser-experiments-nuclear-fusion-ignition-llnl/

https://www.llnl.gov/news/national-ignition-facility-experiment-puts-researchers-threshold-fusion-ignition

https://n.news.naver.com/article/584/0000015595

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