다른 나라들과 마찬가지로 중국은 통제된 핵융합 반응을 달성하기를 희망합니다. 이러한 반응의 연료는 우주에 풍부한 수소 동위원소입니다. 매우 작은 공간에서 엄청난 에너지가 필요하기 때문에 어려운 점은 수소 원자의 융합을 위한 조건을 만드는 방법에 있습니다. 이 문제를 해결하기 위한 옵션 중 하나는 레이저를 사용하는 것입니다. 다들 이것 때문에 바쁘기도 한데 중국도 깜짝 놀랐다.
올해 8월에 우리는 NIF의 미국 과학자들이 자체 유지 열핵 융합 반응이 있는 임계값에 접근할 수 있다고 보고했습니다. 축구장 3개 크기의 NIF는 중수소 및 삼중수소 연료 펠릿에 초점을 맞춘 약 200개의 고출력 레이저를 사용합니다. 에너지 수율은 레이저에 공급된 것의 70%였습니다. 이것은 성공으로 간주됩니다. 중국 연구 그룹 중 하나도 비슷한 경로를 취하고 있지만 더 간단하고 비용이 적게 드는 접근 방식을 사용하고 있습니다.
1997년에 이 경로는 중국의 저명한 물리학자 Zhang Zhe에 의해 제안되었습니다. 그가 개발한 방식은 이중 원뿔 점화 방식이라고 하며 기존의 연료 증발 및 플라즈마 구름의 경우보다 훨씬 덜 강력한 레이저가 필요합니다. 대략적으로 말하자면, 회로는 가속기의 작업과 유사한 방식으로 작동합니다. 레이저는 각각 연필 끝 크기만한 소형 원뿔 형태로 연료 집합체를 가열합니다. 원뿔의 뾰족한 끝이 서로를 향하고 있기 때문에 각각의 수소 플라즈마 구름이 서로를 향해 돌진하여 열핵 융합 반응이 발생합니다.
이 프로젝트는 비교적 최근에 자금을 받았습니다. 6년 동안 연구원들은 10억 위안(1억 5600만 달러)의 연구비를 지원받았는데, 이는 이 연구 분야에서 결코 터무니없는 수치가 아닙니다. 상하이에 있는 Shenguang II 시설은 지난 여름에 가동을 시작했으며 한 해 동안 3번의 고무적인 실험을 수행했습니다. 연료 집합체의 비용도 미국에서 실험에 사용된 비용과 비교할 때 무시할 수 있습니다. 따라서 연료 집합체의 각 원뿔은 수백 달러의 비용이 들지만 NIF 연료 펠릿은 각각 수천 달러입니다.
중국산 연료 콘은 거의 예술 작품입니다. 말 그대로 황금색입니다. 중수소와 삼중수소는 황금 껍질 안에 들어 있습니다. 금은 전기와 열을 잘 전도하는 부드러운 금속입니다. 전도도는 레이저 펄스 에너지를 연료에 가장 잘 전달하고 부드러움으로 인해 조립이 더 쉽습니다. 개발자는 콘이 개틀링 기관총의 카트리지처럼 원자로 시스템에 공급되어 원자로를 쉽게 로드하고 유지 관리할 수 있다고 설명합니다.
그러나 연료 집합체의 설계는 중수소와 삼중수소가 산재된 금보다 더 복잡합니다. 수소 동위원소는 폴리머 껍질로 분리되어야 했으며 모든 것이 너무 어려웠습니다. 증발로 인해 열핵 반응이 손상되었습니다. 그러나 어려움은 점차 해결되고 있습니다. 2026년까지 과학자들은 차세대 레이저를 구축하거나 거의 완성할 것을 약속합니다. 새로운 시설은 안정적이고 효율적인 열핵 핵융합 반응을 달성하기 위해 소중한 목표에 더 가까이 다가갈 것을 약속합니다.
2021-11-11 15:23:27
작가: Vitalii Babkin