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핵융합 에너지를 향한 새로운 돌파구, '수소-붕소 핵융합' 탄생
독일의 스텔라레이터형 벤델슈타인 7-X 핵융합 원자로. 출처: 유튜브
기존 토카막, 스텔라레이터와 다른 새로운 핵융합 발전 모델이 핵융합 에너지 혁명의 주역이 될 가능성이 있다고 과학전문 사이트 사이언스얼러트가 최근 보도했다.
화제의 핵융합 장치는 호주 뉴사우스웨일즈대학(UNSW) 연구팀이 개발한 수소-붕소(hydrogen-boron) 핵융합 방식인 ‘HB11’ 모델이다.
HB11이 기존 핵융합 장치인 토카막, 스텔라레이터와 차별되는 핵심은 수소와 붕소를 핵융합 원료로 사용한다는 점이다. 기존 핵융합 장치는 중수소와 삼중수소를 사용한다. 수소-붕소 핵융합은 방사능 폐기물의 원인이 되는 중성자를 전혀 만들어내지 않는다.
HB11는 외형도 기존 핵융합 장치와 확연하게 다른 구형(sphere)이다. 또 HB11은 레이저를 사용해 코어 온도를 태양 중심보다 200배 높게 가열할 수 있다. 이 장치는 1조 분의 1초 안에 1000조 와트의 전력을 채우는 레이저빔으로부터 ‘눈사태’ 융합반응을 촉발시킴으로써 가동된다.
HB11은 기존 핵융합 장치와 달리 열교환기와 증기터빈발전기가 필요치 않은 반면 이 장치 가동에 필수적인 레이저는 쉽게 구할 수 있는 장점이 있다.
수소-붕소 핵융합 방식인 HB11 개념도. 출처: UNSW
최근 실험에서 HB11는 기존의 다른 핵융합 장치보다 앞설 수 있는 가능성을 드러냈다고 한다. UNSW 연구팀은 수소-붕소 핵융합 실용화를 위한 로드맵을 추진 중이다. 과학기술계는 10년 안에 HB11 프로토타입 핵융합로가 가동될 수 있을 것으로 내다봤다.
물론 이제 파일럿 연구에 들어간 HB11이 실용화까지 가는 데는 길이 먼 것은 사실이다. 그럼에도 벌써부터 HB11이 주목받는 이유가 있다. 그것은 기존 토카막, 스텔라레이터 방식이 수십 년에 걸친 집중 투자에도 불구하고 만족할 만한 성과를 내지 못했기 때문이다. 대안이 필요한 시점인 것이다.
핵융합 발전은 성공하기만 한다면 무공해 에너지를 무한하게 얻을 수 있어 말 그대로 ‘꿈의 에너지’다. 그러나 핵융합 발전은 시도한 지 반세기가 넘었지만 시원한 소식은 나오지 않는다. 2015년부터 시험가동에 들어간 스텔라레이터 방식의 독일 '벤델슈타인 7-X'도 실용화에는 한참 미치지 못한다.
핵융합 발전의 핵심은 투입한 에너지보다 많은 에너지를 생산하는 것인데, 아직 여기에 이르지 못했다. 핵융합이 일어나도록 원료를 플라즈마 상태로 만들어줘야 하는데, 여기에 엄청난 에너지가 들기 때문이다.
UNSW 연구팀은 저널 Laser and Particle Beam에 게재한 논문에서 투입 에너지보다 생산 에너지가 많은 네트포지티브 핵융합(net-positive nuclear fusion) 방안을 제시했다.
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출처: https://news.joins.com/article/1365759
미래의『에너지』원 붕소
[중앙일보] 입력 1973.12.27 00:00 | 종합 4면 지면보기
미국「캘리포니아」의 물리학자들은 최근 핵분열과 핵융합 반응을 병용하는 새로운 방식의 원자력「에너지」의 개발 가능성을 제시, 「에너지」위기로 새로운「에너지」를 찾는 인류의 기대를 모으고 있다.
이들이 제시한 방법을 쓰면 원자력을 이용하는 경우 항상 문제가 되고 있는 방사능의 피해와 열 공해가 해소될 뿐만 아니라 여기에 쓰일 핵연료도 충분히 확보할 수 있다는 것.
"핵연료로 개발할 수 있다" 미국학자들 주장|핵분열로 원자력발전 가능|방사능·열 공해 없고 붕소 자원도 무진장|「레이저」기술개발이 열쇠
핵연료로는 붕소를 쓰는데 이것은 붕사라고 불리는 화합물에 풍부하게 섞여 있다. 붕사는 마른 호수의 바닥 층에나 바닷물에서 얻어낼 수 있다.
그러나 이 방식의 성공여부는 아직도 초기연구단계에 머무르고 있는「레이저·테크닉」에 달려 있는 것으로 알려져 있다. 「레이저·테크닉」은 군사상 이유로 어느 정도는「베일」에 싸여 있기도 하다.
새로운 원자력「에너지」가 될 이 방식은 붕소의 핵에 양자를 하나 침투시기면 붕소가 세 부분으로 핵분열을 일으키면서 막대한「에너지」를 방출하게 되는 원리를 이용한 것이다. 이 반응을 일으키는데는 초고온이 필요한 데 이러한 온도를 얻기 위해서는 핵융합 반응을 신관으로 사용한다. 핵융합이란 중수소끼리 합해져「헬륨」이 되는 반응이다.
이때 막대한「에너지」가 방출되는데 이를 이용한 것이 수소폭탄이다. 또 이 반응을 천천히 일으켜 발전기를 돌리는 것이 바로 핵융합 반응을 이용한 원자력발전이다. 이 핵융합 반응이란 것이 또한 3천만도 내지 1억도의 고온 하에서나 반응이 진행되므로 수소탄 안에 원자탄을 넣어 신관 역할을 시키고 있다. 원자탄은「우라늄」235가 일정한 질량(임계질량) 에 이르면 자연히 연쇄반응이 일어나는 원리를 이용한 것이다.
붕소 핵분열을 일으키기 위해서는 붕소를 중수소·삼중수소와 합께 강력한「에너지」를 가지는「레이저」광선을 쬐어야 한다. 이때「레이저」광선은 수소의 핵융합 반응을 일으킨다. 핵융합 반응 결과로 방출되는 초고온이 붕소 핵분열 반응을 유발한다. 이와 동시에, 붕소핵분열 반응에 필요한 양자는 수소혼합물에 의해 제공된다.
여기에 적당한 초강력「레이저」「시스팀」은 2천만「달러」의 비용을 들여「캘리포니아」의「리버모」연구소에서 개발중이다. 이들에 따르면 붕소핵분열로는 방사능이 전혀 나오지 않아 무서운 방사능 피해에 대해서는 걱정할 필요가 없다.
붕소 핵분열반응에서는 전기를 띤「헬륨」핵이 나오는 데 직접 발전에 이용할 수가 있어 열 공해의 우려도 없다.
이 붕소 계획은 핵연료가 풍부하다는 점과, 방사능 피해, 열 공해가 없다는 점이 바람직한「에너지」해결책으로 기대된다.
문제는 섭씨 27억도 정도에서야 붕소핵분열반응이 일어날 수 있다고 하니「레이서·테크닉」의 성공여부가 붕소계획의 관건이라 하겠다. <이운철 기자>
[출처: 중앙일보] 미래의『에너지』원 붕소
출처: http://blog.daum.net/win/119
핵융합 발전소를 짓겠다는 조선 발표의 의미
ㅡ단순 무식한 내 상식으로 북핵에 대하여 이야기해봤다.
2015.05.18 soehymjul 한토마 http://c.hani.co.kr/hantoma/2858633
e : 전자, (-전기 하나, 가벼워서 양자의 주위를 돌면서 원자를 형성한다. )
p : 양자 (+전기 하나, 전자 보다 1836배 무거움)
n : 중성자 ( 전기는 없고, 양자와 거의 같은 무게이며 양자와 함께 원자의 핵을 구성한다)
H : 수소 ( 핵은, 양자p 하나 )
D : 중수소 ( 양자 하나와 중성자 하나 )
T : 삼중수소 ( 양자 하나와 중성자 둘 )
α-입자 : 양자 2개 중성자 2개로 구성된 헬륨의 핵 ( +전기 2개 )
B : 붕소 ( 양자 5개가, 중성자 5개와 결합된 10B 또는 중성자 6개와 결합된 11B가 있다)
핵융합 발전소를 짓겠다는 조선 발표의 의미
조선은 상온에서 핵융합에 성공하였다고 발표했다.
아마도 세계의 거의 모든 사람이 이 소식에 경기를 이르켰을 것이다. 물론 조선이라면 무조건 증오하고 조선을 믿지 않도록 세뇌된 한국의 들쥐들만 그저 코웃음 칠 것이다.
조선은 이제 핵융합 발전소를 짓겠다고 공표했다.
그렇다면 상온에서의 핵융합이 성공했다는 말을 확인하는 것이 아닌가?
이것은 인류의 2번째 산업혁명에 해당하는 일이다.
프로메테우스가 신들의 불을 훔쳐다가 인간에게 주고 독수리에게 간을 쪼아 먹이는 형벌을 받는다. 그 불을 인간이 사용하면서 부터 다른 동물과 구별되기 시작했다. 원숭이와 다른 동물들도 연장을 사용할 줄 알고 언어 소통도 한다. 오직 인간만이 불이라는 에너지를 이용하여 독보적 발전을 하였다.
증기 기관의 발명으로 인간의 힘을 대신 하는데 불을 사용하여 현대 산업사회가 시작되었다.
이제 핵의 에너지를 사용할 수 있는 시대의 문을 조선이 열었다는 말이다.
물론 우라늄의 핵분열을 이용한 원자핵 발전소들이 있지만, 그 방사능 폐기물의 문제가 너무 커서 인류에 도움을 줄수 없는 한계가 있다.
그러나 조선이 발표한 핵융합은 방사능이 없이 깨끗하고도 쉽게 막대한 에너지를 쓸 수 있게 되었다는 말이다. 그러니 당연히 제 2의 산업혁명이 시작되었다라고 말하지 않을 수 없다.
핵융합 에너지를 어떻게 인간이 제어하여 쓸 수 있을까 하고 미국을 비롯한 선진국들이 엄청난 돈을 들이며 50-60년을 연구해 왔다.
핵융합 수소폭탄은 1950년대에 만들어 졌으나, 그 핵융합을 조절할 수 있는 방법을 여지껏 찾지 못하고 심지어는 ‘100년’, 아니 ‘영원히 인간이 성취할 수 없는 꿈’이라고 까지 말하는 물리학자들이 늘어났다. 핵융합을 시작시킬 수 있는 에너지를 투입시키고 결국 그 에너지 만큼 (break even point) 에너지를 나오게 하는 실험이 성공하여 지금 세계 합작으로 500억 달러 이상을 퍼 들여 프랑스에 대규모 핵융합 실험소를 만들고 있으나, 2027년도에나 첫번째 연료실험을 할 것으로 예상하고 있으며 그 천문학적 비용과 규모에 비하여 사용할 수 있는 에너지와 경비등을 고려하면 상용과는 거리가 아주 까마득히 멀기만 하기 때문이다.
핵은 + 양이온이기 때문에 핵과 핵을 융합 시키기 위해서는 +양이온들이 쿨롬장벽이라 불리우는 서로 밀어내는 힘(척력)을 이길수 있는 높은 에너지(온도)를 주어야 한다. 일단 핵 반응이 시발되는 온도에 도달하면 핵반응이 일어나고, 그때 방출되는 에너지로 또 다른 핵반응이 일어나는 연쇄반응 현상이 생긴다.
이것이 일시에 일어나면 핵폭탄이고, 인간이 그 반응속도를 조절 할 수 있으면 상용화 할 수 있는 것이다.
수소폭탄은 원자폭탄이 터질때의 에너지로 시발하여 수소핵과 수소핵이 결합하며 폭발하도록 한 것이다.
지금까지 거의 모든 핵융합 실험은 강력한 초전도 자기장으로 핵이온들을 밀집시키며 조절하는 프라스마 방식과 레이저로 에너지를 계속 올려주어(Pumping) 수소핵과 수소핵을 융합시키는 실험이었다.
유타대학에서 상온에서 핵융합에 성공했다고 발표하자, 곧 이어 서울대를 비롯하여 몇몇 연구소에서 같은 실험으로 핵융합임을 확인했다고 발표하였다. 핵융합의 특성이 전혀 없었는데도 학계에 먼저 발표해야 한다는 조바심이 체면을 구긴 것이다.
2005년 러시아에서 수소와 붕소 핵 융합에 성공했다는 발표가 나왔다.
수소 양자(p)와 붕소의 양자(11B)가 융합하려면 수소와 수소(2D+3T)융합에 필요한 1억도 온도 보다도 10배나 많은 (10억도) 에너지를 주어야 쿨롬장벽을 극복할 수 있다는 것이 일반 상식이다. 그러니 사실상 수소+ 붕소는 관심 밖이었는데, 이제는 또 다른 가능성으로 연구대상이 되었다.
더욱이 투과력이 강한 중성자 방출이 아니라, 방사능 차폐가 용이하고 전기로 바로 전환 가능한 α알파 입자(=4He핵)가 된다는 것에 흥미를 더해준다. 조선도 러시아와 긴밀하게 연구한다는 보도를 들은 바 있다.
현재 미국의 Rostoker 를 비롯하여 상당히 많은 과학자들이 수소양자p 하나와 질량11(양자5개와 중성자6개로 구성된)인 붕소핵을 융합시켜 3개의 α-입자(4He핵)이 되는 핵융합( p+11B →[12C]→ 34He )을 연구하는 것 같다.
물론 전문가들이 다 잘 알아서 그렇게 하겠지만, 상식 수준으로 혹시 중수소D와 붕소 10B 핵융합 (D+10B→[12C]→34He)이 더 쉬울 수도 있지 않나 하는 생각이 든다. 왜냐하면 중성자가 쿨롬장벽과는 상관이 없다고는 하지만, 10B 는 11B보다 중성자 흡수가 100만배 강하기 때문이다. ( D : 중수소, 양자 하나와 중성자 하나를 가진 수소 )
또 하나 검증해야 할 것은, [12C]→34He 분열과정에서 에너지를 얼마만큼 방출인지 흡수인지를 아는 것이다. 왜냐하면 대체로 철 보다 가벼운 원소의 핵들이 융합할 때에는 에너지를 방출하지만 분열을 할 때에는 에너지를 흡수 하기 때문이다.
p +11B = 1.0072764668u +11.0093054u = 12.0165819u (융합해서 12C 되는 과정)
12C = 12.0107u
34He =3x 4.002602 =12.007806u ( 12C 핵이 분열해서 3개의 α -입자가 되는 과정)
대충 어림잡아, 융합과정에서 12.0166-12.0107 = + 0.006u
그리고 분열과정에서 12.0107-12.0078 = + 0.003u 만큼의 에너지를 방출할 것 같다.
즉, 융합과정과 분열과정 – 전 과정에서 에너지를 방출 할 것이다.
1년전 방북했다 돌아온 재미동포가 조선이 상온에서 수소-붕소 핵융합에 성공했는데, 핵융합하면서 에너지를 내고 그것이 다시 분열하면서 에너지를 내고 그것이 다시 핵융합을 반복하면서 에너지를 낸다고 이야기를 했다. 나는 그때 수소- 붕소가 융합하면서 낸 에너지 만큼 수소-붕소로 다시 붕괴되어 되 돌아 갈 때 흡수해야 되는데 그것을 반복한다는 것은 열역학 법칙에 어긋나는 말도 안되는 소리라고 일축했었다. 그리고 조선의 대륙간탄도핵미사일은 기존 수소-수소 핵융합 폭탄일 것으로 생각했었다.
그러다가 2015.04.29 자주시보에 실린 2013년도 노동신문 려명희 기자의 보도에 “융합되였다가 3개의 α–입자로 갈라지면서…” 라는 문구를 보고, 다시 수소-붕소로 분열되는 것이 아니라 3개의 α-입자로 분열된다는 것은 가능하다라고 생각했다.
우리는 아주 작은 잘못된 정보에 의해서 선입관으로 판단해 버리는 경우가 허다하다는 것을 말한다.
지금 조선의 상온핵융합 성공에 대해서도 우리는 선입견을 가지고 있다.
전 세계에서 그렇게나 필사적으로 연구하고 포기하다시피한 것을, 조선이 어떤 방법으로 성공했다고 하는 지는 모르겠다. 여하튼 조선이 상온에서 핵융합 반응에 성공하고 발전소 까지 짓는다고 하는데 물리 법칙에 어긋나는 것이 아니라면 세계가 여지껏 못했다해서 조선의 말을 못 믿을 이유도 없지 않은가?
자연의 법칙은 힘이 모든 것을 결정한다.
인류 역사도 힘에 의해서 지배되어 왔지 정의와 진리가 지배한 적이 거의 없다.
힘은 에너지의 다른 형태이다.
효율성 있게 더 큰 에너지를 사용한 자들이 세계를 지배했다고 할 것이다.
돌가지고 싸우는 100명이 청동기 칼을 가진 10명에게 점령당하고, 청동기는 철기에, 철기는 강철에, 강철은 총과 대포에, 총과 대포는 탱크와 전투기에 점령된다.
물론 효율적인 무기를 가지고 있어도 너무나 수적으로 열세이면, 즉 에너지 총량이 너무 크면 효율성있는 무기를 가지고도 이길 수 없다. 이것을 수식화 해 보면,
인류 역사는 A(에너지 총량) X B(효율성) = C(에너지 실질효용량) 이라는 공식에 의하여 지배되어 왔다고 본다.
예를 들면, 60만 동학군(A=60만)이 죽창(B=1)을 들고 500명 왜놈들(A=500)과 싸울 때 왜놈들의 기관총(B=1만배 죽창보다 강하다면)에 무참히 무너졌다. 즉 C는 60만 대 500만의 에너지 차이로 승패가 결정 되었다는 말이다.
현대에 와서도 고도의 첨단무기를 가진자들이 패권을 차지했고, 그래서 미국과 선진국들은 최첨단 무기 개발에 막대한 돈을 들이며 무장에 힘쓰고 있는 이유이다.
상온에서 핵융합에 성공했다는 조선의 말대로라면 조선은 세계 최강최고의 무기와 상용기술을 가지고 있는 것이다.
단순 무식하게 좀더 이야기를 해 보자.
상온에서 수소 붕소 핵융합의 성공은 조선의 세계 제패를 의미한다고도 말할 수 있다.
상온에서 쓸 수 있다는 말은 그 장치가 기존 수소 폭탄 보다 훨씬 작은 규모 (무게와 부피)일 수 있다는 말이다. 북에서 말하는 “경량화“, “소형화“가 타당한 말이 된다.
수소붕소가 융합하여 탄소로 될때 핵융합 에너지를 내고 또 탄소에서 3개의 α-입자로 분열 될때 핵분열 에너지를 방출한다면, 그 방출 에너지량은 기존 수소들의 융합보다 엄청 많을 것이다. 즉 기존 수소폭탄 보다도 더 위력적일 수 있다는 말이다.
그것을 상온에서 제어(컨트롤)할 수 있어야 상용화 하고 핵발전소도 만들수 있는데 조선이 “발전소를 건설한다”라고한 말을 토대로 유추하면, 무기로써건 상용으로써건 작은 것으로 부터 큰 핵무기 까지 다양하게 만들수 있다는 말이다.
미국은 남태평양에서 수소폭탄을 실험할 때 하와이 전자제품들이 엉망이 된 현상을 보고, 그 이후 줄곳 EMP 핵폭탄을 연구하였다.
물론 EMP 핵폭탄은 실전에서 검증되어 보지 못했으나 논리적으로는 그 위력이 가능하고 더욱이, 더 많은 에너지를 내고, α-입자 방출도 3개나 내는 수소-붕소 핵반응이 기존의 1개만 방출하는 수소핵폭탄 보다 EMP가 훨씬 강력할 것이다.
이온막은 빛을 굴곡 시킬 수 있으므로 다량의 α-입자 방출은 이온층을 형성할 수 있어서 스탤스 효과를 얻을 수도 있을 것이다.
또 알파 입자들을 집적하여 강력한 전자기장을 만들어 상대의 비행기나 군함에 보내면 상대의 모든 전자장치를 마비시킬 수도 있을 것이다.
경량화 소형화가 가능하다면 또한 이런 것들 처럼 다양하게 첨단무기에 사용할 수 있을 것이다.
북에서 말하는 “다양화“되었다 라는 말에 긍정이 간다는 말이다.
즉 상온에서의 핵융합을 무기로 쓰면 완전히 세계제패라는 말이다.
다음으로 상용으로써의 수소붕소 핵융합 성공이 우리 일상에 어떤 영향을 줄 것인가 말하자.
3개의 α 입자 방출을 집출하여 즉시 전기로 이용한다면 -전자 하나가 흐르는 것보다 +전기 6개가 흐르는 즉 6배의 전기효과를 볼 수 있을 것이고 또한 방출되는 에너지는 화력발전소 처럼 전기를 이르켜 쓸 수 있어 이중으로 전기를 얻을 수 있다는 말이된다.
더욱이 α-입자는 투과력이 약하여 차폐가 아주 쉬우며, 기존 수소핵융합에서 나오는 중성자도 없으며, 원자력 발전소와 같은 핵폐기물도 전혀 남기지 않고,
수소와 붕소는 지구에 얼마든지 있어 원료 걱정을 할 필요도 없다.
상온에서 소형으로 핵융합을 가질수 있다면 일반 소규모로 부터 우주선에 까지 다양하게 현지 사용이 가능하기도 할 것이다.
과히 인류의 제2의 산업혁명이며 인류의 에너지 문제를 완벽하게 해결한다고 하겠다.
세계가 머지않아 단군 우리 민족을 찬양하게 될 것 같아 기분 좋다.
출처: http://blogcomipulip41.blogspot.com/2019/01/blog-post_69.html
2019년 1월 21일 월요일
조선의 경천동지에 무릎 꿇은 미국
조선의 경천동지에 무릎 꿇은 미국 |
이정섭 기자 |
기사입력: 2019/01/21 [20:47] 최종편집: ⓒ 자주시보 |
2차 조미 정상의 회담을 위한 만남이 순조롭게 끝나며 조.미 사이의 관계 정상화는 물론 조선 반도와 세계 인류의 평화 번영을 이룰 마지막 정리 단계에 들어섰다. 세계정세의 시계는 이렇듯 급박하고 중요하게 돌아가고 있는데 세계유수의 언론으로 불리는 매체들은 조.미 정상 회담에 관한 보도에 있어 터무니없는 기사를 쏟아내고 있어 독자들은 물론 조.미 양국으로부터 비판을 면치 못하고 있다. 특히 트럼프는 조선과 정상회담과 관련해“언론은 우리가 북한<조선>과 엄청난 진전을 이뤘는데도 이를 인정하지 않는다.”면서 언론들의 보도 행태를 꼬집었다. 사실 이번 조선로동당 일행과 워싱턴 정가와의 회담은 내용 면에 있어서도 그렇지만 싱가포르 정상 회담이후 미국의 약속 불이행으로 답보 상태에 있던 양국 관계를 김정은 국무위원장이 신년사에서 비판하며 “나는 앞으로도 언제든 또다시 미국대통령과 마주앉을 준비가 되어있으며 반드시 국제사회가 환영하는 결과를 만들기 위해 노력 할 것”이라며 “다만 미국이 세계 앞에서 한 자기의 약속을 지키지 않고 우리 인민의 인내심을 오판하면서 일방적으로 그 무엇을 강요하려들고 의연히 공화국에 대한 제재와 압박에로 나간다면 우리로서도 어쩔 수없이 부득불 나라의 자주권과 국가의 최고 이익을 수호하고 조선반도의 평화와 안정을 이룩하기 위한 새로운 길을 모색하지 않을 수 없게 될 수도 있다.”는 내용을 언급했다. 또 주목해야 할 신년사 내용 중 다른 하나는 “조수력과 풍력, 원자력발전능력을 전망성있게 조성해야 한다.”는 것이다. 조선의 최고 영도자가 원자력 발전을 세계에 대고 언급한 것은 처음 있는 일이다. 자주시보 독자들은 그 것이 무엇을 말하는지 능히 짐작할 것이다. 핵분열에 원자력 발전이 아니라 ‘핵융합’ 발전이라는 것을 핵융합의 상용화가 실현 됐음을 의미하는 것이니 ‘경천동지’ 아니고 무엇인가? 그럼에도 세계유수의 언론들은 조미 정상회담이 그 무슨 ‘조선핵 폐기’가 어쩠다는 등 이미 조선의 선의와 아량으로 다 해결 된 문제를 꺼내들고 헛소리를 하고 있으니 최근 언론은 진보와 보수를 떠나 가짜 뉴스 전문지들 같다. 핵융합 상용화의 완성 즉 작은 태양을 만드는 일의 성공은 세계 과학계는 물론 정치. 경제, 군사 등 모든 분야가 들썩 할 쾌거이다. 독자 일부는 아리송할지 모르겠으나 핵융합 상용화에 관심을 두었다면 짐작이 가고도 남을 것이다. 조선은 1979년부터 이 분야에 집중적으로 정책적 힘을 넣어 “2010년 5월 자체 핵융합 기술을 개발했다고 보도했다. 당시 조선은 “우리식의 독특한 열핵반응 장치가 설계 제작되고 핵융합 반응과 관련한 기초 연구가 끝났으며 열핵기술을 우리 힘으로 완성해나갈 수 있는 강력한 과학기술역량이 마련됐다 새 에네르기(에너지) 개발을 위한 돌파구가 확고하게 열리게 됐다”고 보도했다. 이후 5년이 지난 2015년 4월 28일 미국 재미동포 민족통신 노길남 편집장 이 “북<조선>이 핵융합기술을 토대로 한 핵발전소를 지방에 건설 중이라고 한다. 중국 선양에서 만난 북 과학자들에게서 이 같은 이야기를 들었는데 “언젠가 세상을 깜짝 놀라게 할 기념비적 발전소가 탄생될 것”이라고 했다는 내용을 보도했다. 같은 해 2015년 12월 10일발 조선중앙통신은 보도기사에서 “조선의 최고영도자께서 평천 혁명사적지를 현지지도하시면서 오늘 우리 조국은 나라의 자주권과 민족의 존엄을 굳건히 지킬 자위의 핵탄, 수소탄의 거대한 폭음을 울릴 수 있는 강대한 핵보유국으로 되었다고 지적한 내용을 상세히 전하였다. 또한, 로동신문은 이 보도에 2달 앞선 2014년 12월 ‘수소-붕소 집초기에 의한 핵융합’이란 기사를 내보냈다. 중요한 내용 이기에 전재한다. ‘수소-붕소 집초기에 의한 핵융합’ 지금 세계는 에너지 위기,식량 위기, 생태환경의 파괴와 같은 전 지구적인 심각한 문제들에 직면하고 있으며 많은 나라들이 활발하게 새 에너지개발을 진행하고 있다. 인류가 에너지위기에서 완전히 벗어나려면 꿈의 에너지라 불리는 핵융합에너지를 개발 이용하여야 하는데 핵융합연료는 비용이 적게 들고 고갈될 염려 없는 무진장한 자원이 제공될 뿐 아니라 안전하고 깨끗하여 환경 친화적이기 때문이다. 일반적으로 핵융합반응을 실현시키자면 수억~수십억℃의 온도가 요구되기 때문에 많은 사람들이 지구상에서 핵융합반응을 실현시키는 것을 꿈의 기술이라고 생각하여왔다. 그러나 과학자들은 온갖 도전을 물리치고 실험실적으로 수억~수십억℃의 온도를 달성하였으며 핵융합에너지생산원리를 확증하였다. 그리고 이 에너지를 쓰기 편리한 동력으로 발전시키고 경제성, 안전성, 환경보호의 측면에서 사회가 수용할 수 있도록 기술을 완성해 나가고 있다. 실례로 여러 나라들이 공동으로 막대한 자금을 들여 건설하고 있는 토카막방식의 핵융합 시험노와 레이저핵융합로에 대한 연구를 들 수 있는데 이러한 핵융합방식들에서는 모두 연소온도가 낮은 중수소-초중수소를 연료로 쓰고 반응생성물은 주로 중성자들이다. 이 중성자들로부터 열을 얻고 증기터빈을 돌려 전기를 생산하자면 아직 많은 문제들이 해결되어야 하며 중성자에 의한 생태환경의 파괴문제를 심중히 고려하여야 한다. 그러므로 실용화하기 위해서는 아직도 많은 시간이 더 필요하다고 예견되고 있다. 현재 이러한 방식의 핵융합연구가 발전되고 있다고는 하나 불과 소수의 나라에 국한되어있고 그 개발과정이 너무 완만하여 사람들에게 심리적인 압박감만 더해주고있다. 제국주의자들은 인류가 요구하는 저비용의 경제적 에너지보다도 수많은 과학자들을 동원하여 첨단 핵기술을 독점하고 세계를 제패하고 패권을 잡는 데만 이해관계를 가지고있다. 게다가 원유, 가스독점재벌은 마지막 한 방울이 남을 때까지 원유라는 무기로 세계를 좌지우지하려 하면서 자기의 경쟁대상인 저가의 핵융합에네르기 개발과정을 암암리에 조종하고 있다. 지금 인류는 새로운 희망을 주는 저비용 새 에너지원천이 하루빨리 개발되기를 바라고 있다. 수소-붕소 집초 핵융합이라는 새로운 개념과 이론은 이러한 시대적 요구를 반영하여 나온 새롭고 혁신적이며 평화적인 핵개발방식이다. 이러한 결과를 내어놓은 과학자들은 토카막이나 레이저핵융합에 비하여 100분의 1정도의 적은 자금으로 핵융합장치들을 만들고 연소성능도 훨씬 높은 지표들에 도달시켰다. 이들은 수십억℃의 온도를 달성하고 새로운 수소-붕소를 연료로 하는 집초핵 융합을 실현할 수 있는 지표들에 도달하였다. 수소-붕소핵융합반응은 10억℃이상의 높은 온도에서 수소핵과 붕소 핵이 융합 되였다가 3개의 α-립자(두개의 양성자와 두개의 중성자로 이루어져있는 헬리움핵)로 갈라지면서 막대한 에너지를 내는 핵 반응이다. 이 핵반응에서는 생태환경을 파괴하는 중성자가 나오지 않는다. 조선의 과학자들은 현재 이 무중성자핵반응을 이용하는 직접발전기술을 완성하는 단계에 있으며 앞으로 수년 내에 실용화할 목표를 세우고 연구를 다그치고 있다. 수소-붕소 집초 핵융합방식에서는 쉽게 얻을 수 있는 수소와 붕소를 연료로 하고 간단한 방법으로 수십억℃의 온도를 얻을 수 있는 플라즈마 집초 장치를 쓰게 된다. 그리고 많은 자금이 들게 되는 증기터빈과 발전기가 없이 핵반응과정에 나오는 양전기를 띠고 있는 α-입자들에 의해 직접 전기를 생산하게 된다. 이 방식의 장점은 무중성자핵반응이기 때문에 방사선피해가 거의 없고 구조가 간단하면서도 높은 효율을 갖는다는 것이다. 또한 증기터빈이나 발전기 없이 전기를 생산할수 있고 소규모핵발전소건설을 가능하게 한다는 것 등이다. 앞으로 이 기술이 완성되면 지금까지 쓰이던 전기생산방식이나 앞으로 완성될 토카막핵융합방식에 비해 발전원가를 100분의 1로 줄이면서도 환경피해가 없는 소규모핵발전소를 지역별로 분산 배치할 수 있는 가능성이 열리게 된다. 조선과 세계 전문가들은 수소-붕소집초 핵융합에 의한 전기생산방법이 핵융합기술을 실용화하는데서 빠른 길이라고 보았던 핵융합-분열 혼성노보다 더 빠른 지름길이라고 보고 있다. 수소-붕소 집초 핵융합에 의한 직접발전기술은 안전하고 깨끗하며 저가의 에너지기 생산방식으로서 전통적인 핵융합에 의한 방식들과 당당히 경쟁할수 는 기술로 등장하고 있다. 수소-붕소 집초 핵융합기술은 평화적인 핵개발 기술인 것으로 하여 여러 나라들에서 공동연구의 움직임을 보이고 있다. 현재 개발자들은 이 기술이 실용화에 거의 접근했다고 주장하고 있다. 조선의 전문가들은 앞으로 구조가 단순하면서도 다른 장치들에 비할 바 없이 큰 잠재력을 가지고 있는 플라즈마 집초 장치와 그것을 이용하는 수소-붕소 집초 핵융합 같이 친환경적일뿐 아니라 평화적이며 원가가 적고 실용화가 빠른 새로운 핵융합방식의 연구에 대한 세계적인 관심이 더욱 높아질 것이라고 보고 있다. 이미 핵융합기술개발에서 성과를 이룩한 조선의 과학자들은 수소-붕소집초 핵융합에 대한 연구를 더욱 심화시키고 있다. <끝> 침략으로 탄생하고 살육으로 살찐 미국은 이제 모든 패권을 내려놓고 전쟁과 분쟁을 중단하고 전 세계 민중들과 함께 더불어 살아가는 정상 국가로 다시 태어나야 한다. 세계에서 처음으로 유일하게 히로시마 나가사끼에 분열 핵탄을 사용해 제국주의 첨단<?>국가가 된 부끄러운 역사를 기진 미국이 결국 세계의 자주화와 평화 옹호를 기치로 내걸고 핵융합을 성공시킨 조선과의 대결전에서 싸워보지도 못한 채 결국 손을 들고 말았다. |
출처: https://m.cafe.daum.net/sisa-1/dqMu/37818?
http://jjy0501.blogspot.com/2015/08/tri-alpha-energy.html
새로운 방식의 핵융합 연구 - Tri Alpha Energy
8월 31, 2015
핵융합은 우주에서 가장 풍부한 원소인 수소를 이용해서 사실상 무한대의 에너지를 사용할 수 있다는 점에서 꿈의 에너지의 원으로 불립니다. 문제는 핵융합 반응에 필요한 수억도의 초고온과 압력을 견딜 수 있는 반응 용기가 없다는 것입니다. 결국 핵융합 반응을 일시적으로 일으키는 수소폭탄 개발과는 달리 핵융합 반응을 마음대로 제어하기는 매우 어렵습니다.
따라서 핵융합 반응을 안정적으로 유지하기 위해서는 특별한 장치가 필요합니다. 국제 핵융합 합동 연구인 ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor)의 경우 무려 200억 달러에 달하는 건설비를 들여서 핵융합 발전기가 아니라 그 전단계의 물건을 만들려고 시도하고 있습니다. 역시 미국의 국립 점화시설(NIF) 도 40억 달러에 달하는 비용이 들어갔지만, 현실적인 핵융합 발전과는 거리가 있습니다.
ITER은 강력한 자기장 안에 초고온 초고압 입자를 가두는 방식이고 NIF는 강력한 레이저를 한 점에 발사해서 핵융합 반응을 유도하는 장치인데, 둘 다 극도로 복잡하고 거대한 시설입니다.
사정이 이렇다보니 과연 실제로 핵융합 반응을 제어할 수 있다고 해도 정말 상업적인 핵융합 반응이 가능할지 의구심을 품은 과학자들이 존재합니다. 핵융합 제어 비용이 획기적으로 감소하지 않는 이상 경제적인 발전은 어려울 수도 있다는 것이죠. 핵융합 발전이 극복해야할 과제는 여러 가지가 있지만, 최종적인 관문은 역시 경제성입니다.
오늘 소개할 트라이 알파 에너지(Tri Alpha Energy Inc.)는 독특한 대안을 들고 나온 회사입니다. 정부에서 지원을 받는 대학이나 연구소가 아니라 민간 기업이라는 점도 독특하기는 한데, 이들이 추구하는 방식은 더 독특합니다.
이들이 만든 핵융합 반응 장치는 colliding beam fusion reactor (CBFR)라는 종류의 것으로 강력한 이온 빔을 양 끝에서 발사하는 일종의 튜브 같은 장치입니다. 중앙에서 만난 고에너지 이온 입자는 그자체로 자기장을 형성하는 field-reversed configuration (FRC)라는 반응을 일으킵니다. 그러면 비싼 장치 없이도 잠시간 초고온의 플라즈마가 형성되는 것이죠.
(CBFR 방식의 C-2 반응 장치의 모식도. 출처: Tri Alpha energy )
이 방식의 문제는 장시간 초고온 플라즈마 유지가 어렵다는 것인데, 트라이 알파 에너지의 C-2 장치는 이 부분에서 새로운 신기록인 5 ms(밀리세컨드) 를 달성했다는 소식입니다. 온도는 1000만도 정도로 대략 3m 길이에 40cm 정도의 시가 모양 자기장 안에서 달성한 기록입니다. 참고로 C-2는 23m 길이의 장치입니다.
이는 이전의 0.3ms 보다 10배 이상 증가한 기록이지만, 아직 핵융합 발전의 상용화 모델과는 거리가 있습니다. 트라이 알파 에너지는 C-2W라는 업그레이드 모델의 개발을 계획 중이며 여기에서 10배의 고온 을 달성할 계획을 가지고 있습니다.
토카막 방식이나 혹은 레이저 방식에 비해서 매우 간단한 기계를 통해서 이와 같은 성과를 달성한 점은 고무적이지만, 이들의 목표는 아주 먼 곳에 있습니다. 이들은 독특하게도 B-H(붕소/수소)를 연료로 사용하려하기 때문입니다. 이 반응은 11B(p,α)αα 혹은 11B(p,3α)이라고 불리는데 아마도 이 회사의 명칭은 여기서 나온 것으로 보입니다. 이는 붕소-11 동위 원소와 수소를 이용한 핵융합 반응입니다.
이 반응을 설명하면 붕소-11이 양성자와 핵융합 반응을 일으켜 탄소-12가 되고 다시 탄소-12는 헬륨-4와 베릴륨-8로 붕괴되며, 베릴륨-8은 최종적으로 헬륨-4 두 개로 붕괴되는 과정입니다. 즉, 베릴륨과 수소가 핵융합 반응을 통해 알파 입자 3개로 (트라이 알파) 분해되면서 에너지를 내놓는 과정입니다.
이런 독특한 핵융합 반응을 계획한 이유는 보통 핵융합 연구에 많이 쓰이는 삼중수소가 아주 희귀하기 때문입니다. 따라서 지구에 풍부한 두 가지 원소를 사용한 것이죠. 두 번째 이유는 중성자가 나오지 않기 때문에 방사선 위험도가 훨씬 낮다는 것입니다. 따라서 핵발전소처럼 두꺼운 차폐가 필요없다는 장점이 있습니다.
하지만 이 반응은 한 가지 큰 단점을 가지고 있습니다. 이 반응이 일어나려면 온도가 30억K에 달해야 한다는 것이죠.
따라서 이 반응이 실제로 제어 가능한지에 대한 의구심이 적지 않지만, 아무튼 이 회사는 앞으로 계속 도전할 계획이라고 합니다. 어느 정도 현실성을 띄게 되면 정부에서 보조금을 받을 수 있겠지만, 과연 현실적으로 가능한 일인지는 좀 의구심이 드는 게 사실이죠.
핵융합 발전은 가능만 하다면 궁극의 에너지원이라고 말할 수 있습니다. 문제는 핵융합 반응을 제어하기가 대단히 어렵다는 것이죠. 과연 인류가 언젠가 답을 찾아낼 수 있을지 궁금합니다.
출처: http://cafe.daum.net/sisa-1/dqMu/32018
출처: http://www.dihur.co.kr/tag/%EB%B6%81%ED%95%9C%20%ED%95%B5%EC%9E%A0%EC%88%98%ED%95%A8
원자로 관리부터 방사선 측정 등 핵 연구 몰두하는 북한
(2017-08-20) 원자로 관리부터 방사선 측정 등 핵 연구 몰두하는 북한
북한은 핵폭탄 개발과 핵폭탄 소형화 등을 위해 연구에 매진하고 있는 것으로 알려지고 있습니다. 하지만 북한의 핵, 원자력 관련 연구는 베일에 쌓여 있는 상황입니다.
그런데 북한 김일성종합대학 학보에 북한의 핵, 원자력 연구를 알 수 있는 내용들이 수록됐습니다. 북한은 핵 시설 관리, 원자력 관련 측정 등 다양한 연구를 하고 있는 것으로 드러났습니다.
대북 소식통에 따르면 북한이 올해 발행한 김일성종합대학 학보에 핵 관련 연구 내용들이 수록되고 있다고 합니다.
<사진1>
사진1은 김일성종합대학 학보 2017년 63권 3호에 수록된 내용입니다. 중성자흡수법에 의한 경수로 냉각재의 붕소농도측정에 관한 연구입니다. 원자로는 냉각이 중요합니다. 이 연구는 원자로 냉각에 관한 내용으로 보입니다.
출처: https://www.yna.co.kr/view/AKR20150428117400014
출처: http://scieng.net/sisatoron/6664
https://www.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20160103800085
https://blog.naver.com/wonyl2017/221808825352
첫댓글 긴가민가 하지만
꼭 핵융합발전소 성공해서 100년 굶주리고 핍박 받은 설움 풀어내기 바랍니다.
북의 기술에 온 세계가 매달리는 모습을 보고싶네요.
잘 읽었습니다.감사합니다~
북한이 상온에서 핵융합을 성공했다는 발표가 사실이라면
핵융합 발전소도 건설이 가능할 것입니다
허무맹랑한 소리가 아닐 수 있다고 개인적으로는 생각합니다
나라의 자주성이 과학기술분야에서도 얼마나 중요한지 보여주는 것이죠...
북은 자주적인 국가이니 핵융합기술을 성공했고,
남은 미제에 종속되었으니 세계의 핵물리학자인 이휘소박사는 의문의 죽음을 당하고,
줄기세포를 성공한 황우석박사는 새턴이란 유대인이 다녀간 이후로,
미제에 의해 제거되었죠..
나라의 자주성이 없으면 과학기술도 스스로 발전시킬수 없읍니다...
삭제된 댓글 입니다.
네.
벌써 6년이....