La 원자력 에너지 그것은 세계 에너지 시스템과 큰 관련이 있습니다. 일부를 남겨두고 많은 양의 에너지를 생성 할 수 있습니다. 핵 폐기물 치료할. 핵융합 인류가 아직 개발하지 못한 가장 큰 도전 중 하나입니다. 이것은 에너지 및 공급 부족 문제를 끝낼 수있는 엄청난 기회입니다. 전 세계적으로 그것에 대한 훌륭한 연구를 주도하고있는 수많은 과학자들이 있습니다.
이 기사에서 우리는 핵융합이 무엇인지, 그리고 그것이 상업적이 될 수 있다면 인류에게 가져다 줄 이점과 기회가 무엇인지 알려줄 것입니다. 그것에 대해 더 알고 싶습니까? 계속 읽으면됩니다.
핵융합이란
이전 기사에서 우리는 핵분열 에너지를 얻기 위해 플루토늄과 우라늄과 같은 중원자를 파괴하는 것이 었습니다. 이 경우 핵융합은 완전히 반대되는 과정을 의미합니다. 반응이야 두 개의 가벼운 코어를 결합하여 더 무거운 코어를 형성 할 수 있습니다.
두 개의 가벼운 원자를 결합하여 더 무거운 원자를 만들면 무거운 원자핵이 두 원자핵의 무게 합계보다 작기 때문에 에너지가 방출됩니다. 이를 활용하면 모든 과정에서 에너지가 방출 될 수 있습니다. 이 과정의 에너지가 매우 집중되어 있다는 점을 고려하면 물질 XNUMXg에는 수백만 개의 원자가 존재하므로 연료가 거의 없어도 현재 연료와 비교하면 엄청난 양의 에너지를 생성 할 수 있습니다.
이 핵융합 과정에 참여하는 핵에 따라 더 많거나 적은 양의 에너지가 생성됩니다. 달성 할 수있는 가장 쉬운 반응은 헬륨을 얻기 위해 중수소와 삼중 수소 사이의 결합입니다. 이 반응에서 17,6 MeV가 방출됩니다.. 바닷물에서 중수소를 찾을 수 있고 반응에서 방출되는 중성자 덕분에 삼중 수소를 얻을 수 있기 때문에 사실상 무진장의 에너지 원입니다.
핵융합은 어떻게 이루어 집니까?
이러한 글로벌 에너지 생산이 에너지 및 오염 문제를 해결할 것이지만 그렇게하는 것은 쉽지 않습니다. 당신은 그것이 작동한다는 것을 확실히 알고 있고 그것을하는 방법을 알고 있습니다. 그러나 공정이 가지고있는 모든 요구 사항을 절대 정밀도로 제어 할 수있는 데 필요한 조건은 아직 완전히 알려지지 않았습니다. 이 핵융합은 우리의 가장 큰 별인 태양에서 일어나는 과정이라고 생각해야합니다. 그것을 수행하려면 매우 높은 온도를 받아야합니다.
구름 형태의 입자는 XNUMX 억도의 열을받는 핵융합로 내부에서 사용될 수 있습니다. 그 온도에서 잠깐만 상상해보십시오. 그것은 거의 모든 물체의 완전한 분해를 의미합니다. 이러한 온도는 프로세스가 진행되기를 원할 경우 필요합니다. 스스로 파괴하지 않고 견딜 수있는 물질이 없기 때문에 이러한 고온을 다루는 것은 이미 과학자들에게 어려운 일입니다.
이러한 미친 온도 상황을 완화하기 위해 플라즈마가 사용됩니다. 자기 감금 효과는 태양의 핵보다 XNUMX 배나 더 뜨겁고,이 원자들이 받게되는 엄청난 온도는 그것이 그들에게 줄 수있는 유일한 방법이기 때문입니다. 운동 에너지 자연스러운 반발력을 극복하고 합병하는 데 필요합니다.
두 개의 핵 그들은 동일한 전기 및 양전하를 가지므로 서로를 격퇴합니다. 이러한 높은 온도에서 우리는 결합 능력을 전달할 수있는 강력한 운동 에너지를 생성 할 수 있습니다. 이러한 온도로 작업하고 그에 개입하는 모든 요인과 조건을 제어하는 것은 완전히 복잡합니다.
과학적 격리 전략
위의 이유로 핵융합을 연구하는 과학 그룹은 자기 감금과 관성 감금이라는 두 가지 다른 단계와 전략을 설계했습니다.
자기 감금은 자기장 내부의 플라즈마를 만드는 데 초점을 맞춘 것입니다. 섭씨 XNUMX 억도의 원자핵이 원자로 벽에 닿지 않도록합니다. 이런 식으로, e우리는 합병을 위해 사용되는 것을 보호 할 것입니다.
고려해야 할 중요한 측면은 모든 입자가 이러한 온도에 노출되지만 모든 입자가 결합 과정을 거칠 수는 없다는 것입니다. 이것은 에너지 관점에서 핵융합의 수익성을 제한하는 것으로 과학자들이 지적한 매개 변수입니다. 경제적으로 실행하기 위해서는 합병 횟수가 너무 많아서 생성 된 에너지가 생산에 투자 된 에너지보다 많아야합니다.
태양은 엄청난 질량을 감안할 때 핵융합을 생성하는 데 필요한 온도보다 10 배 낮은 온도를 가지고 있지만 핵이 가해져 핵융합이 일어나는 압력을 증가시킬 수 있습니다. 중력 감금에 의해. 그 압력은 지구상에서 재현 될 수 없기 때문에이 온도에 도달해야합니다.
반면에, 관성 감금은 플라즈마가 원자로 벽에 닿는 것을 방지하기 위해 자기장을 사용하지 않고, 오히려 연료를 사용하여 중수소와 삼중 수소의 작은 부분을 내파하도록 제안합니다. 따라서 모든 물질은 격렬하게 응축되어 중수소와 삼중 수소의 핵이 결합됩니다.
언제 상업적으로 실행 가능합니까?
에너지를 얻는이 과정이 완전히 상업적으로 실행 가능하도록하려면 여전히 최소 XNUMX 년의 연구와 테스트가 필요합니다. 주제에 대한 현재의 연구 및 투자 비율을 유지하고, 최종적으로 상용화되는 기술은 자기 제한을 사용하는 것이 가능합니다..
금세기 중반까지 핵융합으로 에너지를 생산하려면 과학자들이 모든 관련 연구를 수행하는 데 필요한 재료와 자원을 보유해야합니다. 그렇지 않다면, 우리는 진전없이 즐겁게 지내는 과학자들로 가득 찬 실험실만을 갖게 될 것입니다.