미국, '핵융합' 인공 재연 성공! '인공 태양' 만들어냈다!

역시 미국은 미국이네요... 명불허전입니다.

 

미국에서 최초로 에너지 소모보다 에너지 획득량이 더 많은, 인공 핵융합 시도가 성공했다고 합니다.

 

이 핵융합은 그야말로 '꿈의 에너지 기술'이라고 불리고 있습니다.

일단 원자력처럼 방사능이 누출되거나 하지 않는 청정 에너지이고, 에너지 획득량도 엄청납니다.

 

바로 우리의 태양이 바로 이 핵융합으로 에너지를 만들어내는 대표적인 존재입니다.

 

태양의 중심부는 엄청난 고온, 고압의 상태입니다. 이곳에서 수소의 핵은 서로 융합되어 헬륨이 되며, 이때 줄어든 질량은 모두 에너지로 바뀝니다. 우리는 이러한 태양에너지 덕분에 살아가고 있지요.

 

태양의 핵융합 에너지를 식물들이 받아서 광합성을 하고, 그렇게 산소를 내뿜어내고 유기물질을 만들어 내어 동물들을 살아가게 해줍니다.

 

이게 다 핵융합이 없으면 절대 일어나지 못할 일들이죠!

 

자, 이렇게 대단한 핵융합 기술을 어떻게 미국이 성공해 냈는지, 그 속을 들여다 봅시다!

 

미국 정부가 세계 최초로 '꿈의 에너지'로 불리는 핵융합 발전을 통해 에너지를 생산하는 데에 성공했다고 선언했습니다.

 

CNN과 AP 통신에 따르면 제니퍼 그랜홈 미 에너지부 장관은 현지시간 13일 워싱턴 에너지부에서 가진 기자회견에서 "핵융합 발전과 관련한 중요한 과학적 돌파구를 마련했다"고 밝혔습니다.

기자회견엔 미 백악관 관계자와 이번 실험을 이끈 에너지부 산하 '로런스 리버모어 국립연구소(LLNL)' 과학자들도 함께했습니다.

 

그랜홈 장관은 "미국 과학자들이 별과 태양에서만 발견되는 것과 같은 방식의 핵융합 재연에 성공했다"며 "이 같은 획기적인 사건을 통해 우리는 탄소배출 없이 풍부한 전력을 공급할 수 있는 핵융합 발전의 가능성에 한 단계 더 가까이 가게 됐다"고 말했습니다.

 

LNLL 과학자들은 지난 5일 핵융합 실험에서 '순 에너지(net energy gain)'를 얻는 데에 성공했습니다.

순 에너지란 에너지를 만드는 데 소모한 에너지보다 얻은 에너지가 많다는 의미입니다.

 

LNLL 내 핵융합 연구 시설인 국립점화시설에서 진행된 핵융합 반응 실험에서 2.1메가줄의 에너지를 투입해 2.5메가줄의 열에너지를 얻는 데 성공한 것으로 알려졌습니다. 이렇게 되면 약 20%의 에너지 마진을 남긴 것이고, 0.4메가 줄의 순 에너지를 온전히 전력 생산에 쓸 수 있게 됩니다.

 

정말 대단하네요.... 에너지 마진이 있다는 것 자체가 매우 신기하네요!

 

1950년대 이후 전 세계의 많은 과학자들이 이 핵융합을 시도했지만, 순 에너지를 생산할 수는 없었습니다.

핵융합이 이루어지기 위해서는 약 1억도씨 이상의 고온 상태를 오랫동안 유지해야 하는데, 이를 위해서 막대한 에너지가 필요하기 때문입니다. 이로 인해 항상 핵융합을 일으키는 데에 너무나 많은 에너지가 투입되어, 늘 손해보는 장사를 해야만 했습니다.

 

LNLL 과학자들은 192개의 강력한 자외선 레이저빔을 작은 연료 캡슐에 집중시키는 방식으로 이런 한계를 극복했다고 합니다.

수소 원자가 들어있는 캡슐 형태의 실험 장비 안에 강력한 에너지를 발사해 고온의 기체 상태(플라즈마)를 만들어냈습니다.

이후 아주 짧은 파장의 엑스선이 생성되었으며, 이를 통해 캡슐 내부가 뜨겁게 가열되면서 핵융합이 가능한 조건이 만들어졌습니다.

 

아라티 프라바카 백악관 과학기술정책실장은 "태양과 별에서 진행되고 있는 에너지 반응이 핵융합이라는 사실을 알게 된 지 100여년만에 핵융합 활동을 실험실에서 재연할 수 있는 순간에 이르게 됐다"며 "이번 실험 결과는 '과학계의 획기적 사건'이자 '경이로운 공학적 성과'"라고 평가했습니다.

 

하지만 상용화까지 가려면 수십 년은 기다려야 할 것 같습니다.

순 에너지를 생산하기 위해서는 핵융합 반응에 필요한 세계에서 가장 큰 레이저가 필요하고, 실용화가 필요한 반응에 드는 자원의 규모도 엄청나기 때문입니다.

핵융합 반응을 전력망에 적용할 수 있도록 전기로 전환하는 기술도 아직 개발되지 않았습니다.

 

하지만... 그래도 핵융합의 에너지 마진이 +가 될 정도로 발전했다는 것만으로도, 정말 대단한 성과임에는 틀림 없습니다.

 

이 기술이 하루빨리 상용화되어 우리 인류가 에너지 문제에서 해방되기를 간절히 바라는 마음입니다.

 

https://www.youtube.com/watch?v=l7OABZCqg7Q