2022년 12월 5일 미국의 로렌스 리버모어 국립연구소가 레이저핵융합 실험에서 투입한 에너지량을 웃도는 출력을 얻을 수 있는 '핵융합점화'에 성공했습니다. 우연히 실현된 것이 아니라는 것이 그 후의 여러 차례의 시도에서 밝혀졌고 지금까지 6회 시도에 4회 점화에 성공했습니다.
US nuclear-fusion lab enters new era: achieving ‘ignition’ over and over
https://www.nature.com/articles/d41586-023-04045-8
핵융합은 폭주 가능성이 있는 핵분열보다 안전하게 고출력을 얻을 수 있기 때문에 미래의 에너지로 기대되고 있지만 중요한 반응을 일으키기 위해서는 방대한 에너지가 필요하며, 오랫동안 출력 에너지가 투입 에너지보다 낮은 상태였기 때문에 실용화가 멀어 보였습니다.
그러나 2022년 12월 5일 로렌스 리버모어 국립연구소가 핵융합점화에 성공했고 에너지부가 정식으로 핵융합 실험에서 에너지 투입을 웃도는 출력을 달성했다고 발표했습니다.
DOE National Laboratory Makes History by Achieving Fusion Ignition | Department of Energy
https://www.energy.gov/articles/doe-national-laboratory-makes-history-achieving-fusion-ignition
DOE National Laboratory Makes History by Achieving Fusion Ignition
The U.S. Department of Energy (DOE) and DOE’s National Nuclear Security Administration (NNSA) today announced the achievement of fusion ignition at Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL)—a major scientific breakthrough decades in the making.
www.energy.gov
National Ignition Facility achieves fusion ignition | Lawrence Livermore National Laboratory
https://www.llnl.gov/news/national-ignition-facility-achieves-fusion-ignition
Lawrence Livermore National Laboratory achieves fusion ignition
The U.S. Department of Energy (DOE) and DOE’s National Nuclear Security Administration (NNSA) today (Dec. 13) announced the achievement of fusion ignition at Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) — a major scientific breakthrough decades in the
www.llnl.gov
실험을 실시한 미국의 국립점화시설(NIF)은 2009년부터 운용된 실험시설로, 금의 실린더 내에 중수소와 삼중수소의 동결펠릿이 다이아몬드 캡슐에 수용된 상태로 매달려 192개의 레이저를 조사하면 폭축이 발생하며 헬륨과 대량의 에너지가 생성된다는 구조로 되어 있습니다.
첫 핵융합점화 성공에서는 2.05MJ(메가 줄)의 레이저 조사에 대해 54% 증가하는 약 3.15MJ의 출력을 얻을 수 있었습니다.
NIF에서는 그 후에도 테스트를 실시했고 2023년 6월과 9월은 투입 에너지보다 약간 더 많은 에너지를 생성했지만 점화까지는 확인할 수 없었지만 2023년 7월 30일은 2.05MJ 조사에 비해 88% 증가한 3.88MJ 발생의 점화를 확인했습니다. 게다가 2023년 10월에도 2회 점화에 성공했습니다.
이러한 결과에 핵융합발전의 실현에 대한 기대가 높아지는 한편 실제로 핵융합 반응으로 얻어진 에너지의 실용화는 아직 멀었다고 Nature는 지적했습니다.
우선 NIF의 레이저 시스템은 매우 비효율적이며, 1회의 점화 시행에 투입된 에너지는 99% 이상이 목표 도달 이전에 손실되고 있다는 것. 이 때문에 보다 효율적인 레이저 시스템을 개발하는 것이 에너지부의 새로운 관성융합에너지 연구프로그램의 목표 중 하나라고 합니다.
이미 2023년 10월 30일에 실시된 통산 6번째 실험에서는 레이저 조사되는 에너지량이 7% 증가했습니다. 이 실험에서는 2.2MJ의 레이저 조사로 3.4MJ를 얻었는데 이론상 더 큰 수율을 얻을 것으로 예상됩니다.
NIF의 선임 설계자인 애니 클리처 씨에 따르면 팀은 보다 대칭적인 폭축을 일으킬 수 있는 레이저 펄스의 변화에 초점을 맞추고 있으며 2024년 4회의 실험이 예정되어 있다고 합니다.
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