핵융합 에너지의 대량 생성을 가능하게 하는 새로운 방법

[이매진]

핵융합 에너지의 대량 생성을 가능하게 하는 새로운 방법

https://www.techexplorist.com/new-method-enable-mass-generation-fusion-energy/

A new method might enable the mass generation of fusion energy

동적 쉘 형성이 처음으로 실험적으로 입증되었습니다.

에 의해아미트 말레와르

2023년 7월 14일

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레이저 에너지 연구소에서 OMEGA 레이저의 20cm 디스크 증폭기를 통해 봅니다. 축소된 원리 증명 실험에서 Rochester 연구원들은 레이저를 사용하여 동적 쉘 개념의 중요한 단계를 시연했습니다. (로체스터 대학 사진 / J. Adam Fenster)

Fusion은 안전하고 깨끗하며 저렴하고 신뢰할 수 있는 잠재력으로 인해 오랫동안 궁극의 에너지원으로 여겨져 왔습니다. 퓨전은 태양을 구동하는 것과 동일한 프로세스를 재현합니다 . 1960년대 초부터 연구원들은 강력한 레이저로 열핵 물질을 점화를 일으킬 수 있을 만큼 충분히 높은 온도에서 오랫동안 압축할 수 있는 가능성을 조사했습니다. 이때 관성 융합에서 나오는 에너지가 목표물에 전달되는 에너지보다 큽니다.

과학자들은 2022년 12월 로렌스 리버모어 국립 연구소(Lawrence Livermore National Laboratory)의 국립 점화 시설(National Ignition Facility)에서 점화를 달성했습니다. 그러나 융합 에너지가 기술적으로나 경제적으로 널리 생산 및 사용되기 위해서는 극복해야 할 장애물이 여전히 많습니다.

로체스터 대학교 레이저 에너지 연구소(LLE) 의 연구원들은 처음으로 핵융합 발전소를 만드는 목표를 달성하는 데 도움이 될 수 있는 동적 쉘 형성이라는 방법을 실험적으로 시연 했습니다 .

LLE의 수석 과학자인 Igor Igumenshchev는 "이번 실험은 관성 핵융합 에너지 에 대한 저렴한 대량 생산에 적합한 혁신적인 표적 개념의 실현 가능성을 입증했습니다 ."라고 말했습니다.

수소 동위원소인 중수소와 삼중수소 형태의 적당한 양의 수소 연료 로 만들어진 표적은 관성 핵융합 에너지를 생성하는 전통적인 방법으로 구형 껍질로 동결됩니다. 그런 다음 중앙 연료는 껍질에 레이저 공격을 가하여 매우 높은 압력과 온도로 가열됩니다. 이러한 조건이 충족되면 껍질이 화염에 휩싸여 융합됩니다.

프로세스의 엄청난 에너지 출력은 무탄소 발전소에 전력을 공급할 수 있습니다. 그러나 가상의 핵융합 발전소에는 거의 백만 개의 일일 목표가 필요합니다. 현재 표적 제작에는 비용과 시간이 많이 소요되는 동결 준비 절차가 포함됩니다.

표적을 만드는 또 다른 기술은 거품 캡슐에 중수소와 삼중수소의 액적을 주입하는 것입니다. 레이저 펄스는 캡슐이 파열, 붕괴 및 점화되기 전에 구형 껍질로 변형되도록 합니다. 액체 타겟이 사용되기 때문에 동적 쉘 구조는 관성 융합 에너지를 생성하는 전통적인 기술에 필요한 값비싼 극저온 층을 필요로 하지 않습니다. 이러한 목표는 또한 달성하기가 더 간단할 것입니다.

Goncharov는 2020년에 발표된 연구에서 처음에 동적 쉘 생성을 도입했지만 이론을 뒷받침하기 위해 실험을 수행해야 했습니다. Igumenshchev, Goncharov 및 그의 동료들은 LLE의 OMEGA 레이저를 사용하여 중수소-삼중수소와 동일한 밀도를 갖는 쉘로 플라스틱 폼 구형을 형성하는 축소된 개념 증명 실험에서 동적 쉘 개념의 중요한 단계를 시연했습니다. 액체 연료.

향후 연구에서는 동적 쉘 형성 기술을 사용하여 융합을 생성하기 위해 더 길고 더 강렬한 펄스를 가진 레이저가 필요할 것입니다. 그럼에도 불구하고 현재의 실험은 동적 쉘 형성이 보다 현실적인 핵융합 에너지 원자로에 대한 경로로 가능할 수 있음을 의미합니다.

Igumenshchev는  "이 대상 개념을 LLE에서 현재 개발 중인 고효율 레이저 시스템과 결합하면 융합 에너지에 대한 매우 매력적인 경로를 제공할 것입니다."라고 말합니다.