스크랩 [일반] 차세대 에너지원 : 플라즈마와 핵융합.

[보리누룽지]

플라즈마란?

고체,액체,기체에 이은 물질의 네 번째 상태이다.

기체를 매우 높은 온도(최소 1만 ℃)로 가열 및 전기를 가하면 원자에서 전자가 떨어져 나온다.  

이때 자유전자와 양이온으로 이루어진 이온화된 기체로 변하는데, 이를 ‘플라즈마’ 라고 한다.

일상에서 볼 수 있는 플라즈마의 예시.

태양, 오로라, 번개, 형광등, 네온사인 등.

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핵융합을 위한 고온 플라즈마

핵융합을 위한 ‘고온 플라즈마’ 를 발생시키려면 최소 1억 ℃ 이상의 열을 가해야 한다.  

100,000,000℃라는 숫자를 보면 말도 안 될 것 같지만, 실상은 그렇지 않다.

2026년 2월, Helion Energy의 Polaris 장치에서 1억 5천만 ℃를 달성했다.

https://www.helionenergy.com/articles/helion-achieves-new-fusion-energy-milestones/

2024년 3월, 한국의 KSTAR 장치는 1억 ℃를 48초 동안 유지했다(세계 최고 수준 기록).

https://www.sciencealert.com/korean-fusion-reactor-sets-new-record-for-sustaining-100-million-degree-plasma#

Korean Fusion Reactor Sets New Record For Sustaining 100 Million Degree Plasma

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고온 플라즈마를 가두는 MCF 핵융합 (Magnetic Confinement Fusion)

MCF는 고온 플라즈마를 자기장으로 가둔 뒤 수소 원자핵들을 충돌시켜 핵융합을 일으키는 방식이며, 대표적으로 세가지 방식이 있다.

1. 토카막  

도넛 모양. 자기장과 전기로 플라즈마를 가둔다. (KSTAR, ITER)

2. 스텔러레이터  

도넛을 3D로 꼬아서 만든다.  

계속 운전할 수 있고 가장 안정적이다.

(독일 W7-X)

3. FRC  

작은 고리 모양. 민간 기업이 많이 개발 중이다.

(TAE Technologies - Norman),

(Helion Energy - Polaris).

세부 방식은 다르지만, 모두 고온 플라즈마를 자기장으로 가두는 것이 핵심 원리입니다.

즉, 세 가지 MCF 장치 모두 ‘고온 플라즈마’를 반드시 필요로 한다.

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차세대 에너지로 핵융합을 보는 이유는?

바닷물 1L에 들어있는 중수소만으로 수백 가구가 1년 동안 사용할 수 있는 전력을 생산할 수 있다. (에너지의 밀도는 핵분열 대비 약 4배에 달한다.)

핵분열은 방사성 폐기물을 배출하며, 배출된 폐기물들은 수만 년 동안 지구 내에 부담을 주지만,

핵융합은 폐기물이 극소량이며, 플라즈마가 불안정해지면 수초 내 자동 정지되어 위험성이 적다.

더 안전하고, 더 깨끗하며, 장기적으로 경제성까지 훨씬 우수한 핵융합.

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https://www.mk.co.kr/news/it/11518026

2021년 11월 OpenAI의 CEO인 샘 알트먼은 ‘헬리온 에너지에’ 3억 7,500만 달러(약 5,000억)를 투자했으며,

2025년 1월에도 다시 투자했습니다.(금액 불명)

https://www.chosun.com/international/international_general/2025/12/19/G4KFABWLDRC63K2NS4XMKBAA2A/

2025년 12월 18일, 미국의 대통령인 트럼프가 최대 주주로 있는 회사 ‘TMTG’는 핵융합 회사인

‘TAE Technologies’와 60억달러 규모의 인수 합병을 발표했습니다.

2025년 11월 20일에는 DOE(미국 에너지부)의 대대적인 조직 개편으로 Office of Fusion (핵융합 사무국)이 독립 신설되었습니다.

아래는 핵융합 사무국이 발표한 52페이지 분량의 핵융합 로드맵입니다.

https://www.energy.gov/articles/fusion-st-roadmap

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인력-물레방아-풍차-석탄-석유-핵분열-핵융합.

인류의 에너지원은 끊임없이 진화해 왔으며,

1956년 첫 핵분열 원자로가 상용화된 지 벌써 70년이 지났습니다.

인류는 지금 다음 단계로 나아갈 때가 되었습니다. 

핵융합은 다음 목적지이자, 차세대 에너지원으로서 확고하게 자리 잡을 것이라고 생각됩니다.

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원래는 제 x에 적었던 글인데, 미정갤에 공유하고 싶어서 가져왔습니다.