기본 콘텐츠로 건너뛰기

투입된 에너지보다 훨씬 많은 에너지를 만들어낸 국립 점화 시설 핵융합 실험


 

(To create fusion ignition, the National Ignition Facility’s laser energy is converted into X-rays inside the hohlraum, which then compress a fuel capsule until it implodes, creating a high temperature, high pressure plasma. Credit: LLNL)

​



(The hohlraum that houses the type of cryogenic target used to achieve ignition on Dec. 5, 2022, at LLNL’s National Ignition Facility. Credit: LLNL)

​



(The target chamber of LLNL’s National Ignition Facility, where 192 laser beams delivered more than 2 million joules of ultraviolet energy to a tiny fuel pellet to create fusion ignition on Dec. 5, 2022. Credit: LLNL)

​

​

지난 12월 5일 미 에너지부 산하의 로렌스 리버모어 국립 연구소 Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL)의 국립 점화 시설 National Ignition Facility (NIF)은 500조 와트의 레이저를 통해 투입한 2.05 MJ의 에너지보다 더 많은 에너지인 3.15MJ의 에너지를 얻는 데 성공했습니다.

​

​

지난 2009년 완공 이후 본래 설계 출력인 1.85MJ을 넘어서는 에너지를 투입해 1.5배 정도 더 많은 에너지를 얻어낸 것은 NIF가 거둔 최대 성과일 뿐 아니라 토카막 방식에 밀려 사장될 위기에 처했던 레이저 핵융합 혹은 관성봉입핵융합 ICF 기술이 다시 기사회생할 가능성을 보여준 결과로 생각됩니다.

​

​

42억 달러의 천문학적 비용을 들여 건설된 대형 올림픽 스타디움 크기의 국립 점화 시설은 엄청난 비용 때문에 초기부터 비판에 시달렸습니다. 이 시설은 기본적으로 192개의 초강력 레이저를 거대한 반응로 안에서 2mm 크기의 표적에 집중시키는 장치입니다.

​

​

이전 포스트: https://blog.naver.com/jjy0501/100089024930

​

​

표적의 정체는 중수소와 삼중수소가 들어 있는 18K의 극저온 연료 펠릿으로 초강력 레이저가 한 점에 집중되면서 수소 핵융합 반응을 일으키는 것이 목표입니다.

​

​

블로그를 통해 13년에 걸쳐 소개한 것처럼 NIF가 실제 500조 와트의 레이저 출력에 도달한 것은 완공 3년 만인 2012년이었습니다. 하지만 사실 표적에 실제 흡수되는 에너지는 생각보다 작아서 2014년에야 이보다 많은 14KJ의 에너지를 얻는 데 성공했습니다.

​

​

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

​

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

​

​

이후 에너지 수율을 계속 올린 NIF는 2021년에 1.3MJ이라는 신기록을 세웠습니다. 사실 그전까지는 100-170KJ에 불과한 에너지 수율로 미래가 의심되던 상황이었으나 기사회생의 전기를 마련한 것입니다.

​

​

이전 포스트: https://blog.naver.com/jjy0501/222475506362

​

​

그리고 올해 에너지 수율을 마침내 100% 이상으로 끌어올리는 데 성공했습니다. 물론 NIF 자체는 발전에 필요한 시스템이 없고 글자 그대로 레이저 핵융합 반응을 위한 “점화” 시설이기 때문에 실제 핵융합 발전이 가시권에 들어왔다고 보기는 어렵습니다.

​

​

투입된 에너지보다 더 많은 전기를 생산하기 위해서는 1.5배가 아닌 훨씬 높은 수율이 필요할 뿐 아니라 생산된 에너지를 어떻게 전기로 바꿀 것인지 역시 고민하지 않을 수 없습니다. 여기에 NIF의 고출력 레이저가 연속으로 발사할 수 있는 것도 아니어서 글자 그대로 발전과는 거리가 먼 실험 시설이라는 것도 이해해야 합니다.

​

다만 초기 모습과 비교하면 장족의 발전을 한 것도 사실이라 앞으로 성과를 기대해 볼 수 있을 것 같습니다.

​

​

참고

​

​

https://www.llnl.gov/news/national-ignition-facility-achieves-fusion-ignition

라벨:

댓글

댓글 쓰기

이 블로그의 인기 게시물

벨 V-280 Valor 시험 비행 성공

( The V-280 Valor flew for the first time at Bell Helicopter's Amarillo Assembly Center in Texas(Credit: Bell Helicopter/YouTube) )  앞서 소개드린 V-280 발러가 첫 번째 비행 테스트에 성공했다는 소식입니다. V-22 오스프리의 소형화 버전이라고 할 수 있는 V-280 발러는  미 육군의 차세대 헬기 사업인 Future Vertical Lift (FVL)에 입찰을 시도하는 틸트로터기로 현재 미 육군이 주력으로 사용하는 블랙호크 헬기와 비슷한 체급입니다. 다만 틸트로터기인 만큼 최고 속도나 항속 거리면에서 더 유리합니다. 스펙은 이전 포스트를 참조해 주시기   이전 포스트:  https://blog.naver.com/jjy0501/221115245986  (동영상)   V-280 발러는 틸트로터기의 더 대중화 될 수 있을지를 검증하는 중요한 무대가 될 것입니다. V-22 오스프리의 경우 복잡한 구조로 인해 가격이 너무 비싸져서 사실 미국은 몰라도 그 동맹국에 널리 도입되기는 어려운 부분이 있습니다. V-280 역시 가격이 아주 저렴할 것 같지는 않지만, 좀 더 합리적인 대안은 될 수 있을 것 같습니다. 만약 성공적인 결과가 나오면 한국을 포함한 미국의 동맹국에서 도입을 검토할 수 있을지 모르겠다는 생각입니다.   참고  https://newatlas.com/bell-v-280-valor-maiden-flight/52663/
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

세상에서 가장 큰 벌

( Wallace's giant bee, the largest known bee species in the world, is four times larger than a European honeybee(Credit: Clay Bolt) ) (Photographer Clay Bolt snaps some of the first-ever shots of Wallace's giant bee in the wild(Credit: Simon Robson)  월리스의 거대 벌 (Wallace’s giant bee)로 알려진 Megachile pluto는 매우 거대한 인도네시아 벌로 세상에서 가장 거대한 말벌과도 경쟁할 수 있는 크기를 지니고 있습니다. 암컷의 경우 몸길이 3.8cm, 날개너비 6.35cm으로 알려진 벌 가운데 가장 거대하지만 수컷의 경우 이보다 작아서 몸길이가 2.3cm 정도입니다. 아무튼 일반 꿀벌의 4배가 넘는 몸길이를 지닌 거대 벌이라고 할 수 있습니다.   메가칠레는 1981년 몇 개의 표본이 발견된 이후 지금까지 추가 발견이 되지 않아 멸종되었다고 보는 과학자들도 있었습니다. 2018년에 eBay에 표본이 나왔지만, 언제 잡힌 것인지는 알 수 없었습니다. 사실 이 벌은 1858년 처음 발견된 이후 1981년에야 다시 발견되었을 만큼 찾기 어려운 희귀종입니다. 그런데 시드니 대학과 국제 야생 동물 보호 협회 (Global Wildlife Conservation)의 연구팀이 오랜 수색 끝에 2019년 인도네시아의 오지에서 메가칠레 암컷을 야생 상태에서 발견하는데 성공했습니다.   메가칠레 암컷은 특이하게도 살아있는 흰개미 둥지가 있는 나무에 둥지를 만들고 살아갑니다. 이들의 거대한 턱은 나무의 수지를 모아 둥지를 짓는데 유리합니다. 하지만 워낙 희귀종이라 이들의 생태에 대해서는 거의 알려진 바가 없습니다.  (동영상)...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

몸에 철이 많으면 조기 사망 위험도가 높다?

 철분은 인체에 반드시 필요한 미량 원소입니다. 헤모글로빈에 필수적인 물질이기 때문에 철분 부족은 흔히 빈혈을 부르며 반대로 피를 자꾸 잃는 경우에는 철분 부족 현상이 발생합니다. 하지만 철분 수치가 높다는 것은 반드시 좋은 의미는 아닙니다. 모든 일에는 적당한 수준이 있게 마련이고 철 역시 너무 많으면 여러 가지 질병을 일으킬 수 있습니다. 철 대사에 문제가 생겨 철이 과다하게 축적되는 혈색소증 ( haemochromatosis ) 같은 드문 경우가 아니라도 과도한 철분 섭취나 수혈로 인한 철분 과잉은 건강에 문제를 일으킬 수 있습니다. 하지만 높은 철 농도가 수명에 미치는 영향에 대해서는 잘 알려지지 않았습니다.   하버드 대학의 이야스 다글라스( Iyas Daghlas )와 임페리얼 칼리지 런던의 데펜더 길 ( Dipender Gill )은 체내 철 함유량에 영향을 미치는 유전적 변이와 수명의 관계를 조사했습니다. 연구팀은 48972명의 유전 정보와 혈중 철분 농도, 그리고 기대 수명의 60/90%에서 생존 확률을 조사했습니다. 그 결과 유전자로 예측한 혈중 철분 농도가 증가할수록 오래 생존할 가능성이 낮은 것으로 나타났습니다. 이것이 유전자 자체 때문인지 아니면 높은 혈중/체내 철 농도 때문인지는 명확하지 않지만, 높은 혈중 철 농도가 꼭 좋은 뜻이 아니라는 것을 시사하는 결과입니다.   연구팀은 이 데이터를 근거로 건강한 사람이 영양제나 종합 비타민제를 통해 과도한 철분을 섭취할 이유는 없다고 주장했습니다. 어쩌면 높은 철 농도가 조기 사망 위험도를 높일지도 모르기 때문입니다. 그러나 임산부나 빈혈 환자 등 진짜 철분이 필요한 사람들까지 철분 섭취를 꺼릴 필요가 없다는 점도 강조했습니다. 연구 내용은 정상보다 높은 혈중 철농도가 오래 유지되는 경우를 가정한 것으로 본래 철분 부족이 있는 사람을 대상으로 한 것이 아니기 때문입니다. 낮은 철분 농도와 빈혈이 건강에 미치는 악영향은 이미 잘 알려져 있기 때문에 철...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기