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일반적으로 모든 물질은 온도를 높임에 따라 고체→액체→기체로
변해진다는 것은 누구나 다 아는 상식입니다. 그런데 더욱더 온도를 높여서 수백만도(℃)이상 (예를
들면 태양의 외곽) 이 되면 원자를 구성하고 있는 원자핵과 전자의 결합 상태가 허물어져서 제각기
맹렬한 속도로 불규칙하게 흩어져 공간을 떠돌게 됩니다.
원자의 이러한 상태를 “플라즈마(Plasma)”상태라고
합니다. |
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핵융합은 원자력 에너지 발생 원리인 우라늄 등 방사성 동위원소의
핵분열과 반대되는 물리현상으로서, 수소(H)나 중수소(2H), 3중수소(3H) 등의 가벼운 원자의
핵끼리 1억도(℃)이상의 플라즈마 상태에서 서로 결합하여 헬륨과 같은 좀더 무거운 원소의 핵을 형성하는
현상입니다. 이때에 질량결손에 의해 엄청난 양의 에너지를 방출하는데, 가령 중수소와 3중수소의 융합에
의해 얻어지는 에너지는 같은 질량의 석유나 화석 연료를 연소시켰을 때 발생하는 에너지의 약 1만
배나 됩니다. |
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그러나 핵융합을 지구상에서 일으키기란 쉽지 않습니다. 왜냐하면 핵융합을
일으키기 위해서는 엄격한 조건이 필요하기 때문입니다. |
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중수소와 3중수소의 핵융합을 발생시키려면, 각각의 원자핵끼리 충돌을 시켜야
하는데, 원자핵 속에는 양전기를 띤 양성자가 있으므로, 원자핵끼리 접근하게 되더라도 그 사이에 작용하는
전기적인 반발력으로 간단히 융합할 수가 없습니다. 따라서 핵융합을 실현하기 위한 조건으로 플라스마
온도는 1억∼2억도씨,, 플라스마 밀도는 약 100조 개/cm3, 가두기 시간은 1∼2초로 알려져
있으며, 이 조건을 유지하는 데는 엄청난 기술이 필요합니다. |
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하지만 우리가 핵융합 반응을 통제할 수 있는 핵융합로와 같은 기구를 만들어
실용화 할 수 있다면 인류가 걱정하는 에너지 문제는 거의 영원히 해결된다고 말할 수 있을 것입니다.
왜냐하면 핵융합 반응의 원료가 되는 중수소(2H 또는 D(Deuterium)이라고도 표기함)는 바닷물이든
호수 물이든 또는 강물이든 시냇물이든 간에 모든 물 속에 중수(重水)로써 포함되어 있어 이는 가히
무진장한 자원이라 할 수 있기 때문입니다. |
핵융합
에너지란?
태양내부와 같은 극한환경(초고온 플라즈마)에서 두 개의 원자핵이 합쳐지면서 막대한 에너지를 지속적으로
발생시키는 현상
