세계에서 가장 크고 진보된 핵융합 반응기인 "JT-60SA"가 일본 이바라키 현에서 공식적으로 가동을 시작했다고 4일 외신이 보도했다.
이 기술 혁신은 유럽연합과 일본 간의 협력과 노력의 결과로, 핵융합을 미래의 지속 가능하고 깨끗한 에너지 원으로 확립하기 위한 것이다.
개막식에서 EU와 일본은 JT-60SA의 운영 및 기술 업그레이드를 지원하고, 혁신적인 연구 결과를 지속적으로 생산하겠다는 의지를 밝혔다고 유럽연합 에너지위원회는 보도자료를 통해 언급했다.
토카막 핵융합 반응기 JT-60SA는 '토카막 형태의 핵융합 반응기'로 분류된다. 핵융합 반응은 도넛 모양의 챔버 내에서 발생하며, 매우 뜨거운 플라즈마를 구속하기 위해 자기장이 사용된다. 토카막 디자인은 지구상에서 제어된 핵융합 반응을 달성하기 위해 광범위하게 연구되고 일반적으로 사용하고 있다.
이 실험용 반응기는 플라즈마의 온도를 놀라운 2억도 섭씨로 높이고 100초 동안 유지하는 것을 목표로 설계되었다. 이 지속 시간은 이전 대형 토카막들의 능력을 크게 뛰어넘는다. 이러한 긴 운영 기간은 연구원들에게 플라즈마 안정성 및 성능을 향상시키는 데 있어 미묘한 구성 요소들을 조사할 수 있게 해준다.
사실 이 6 층 높이의 핵융합반응기는 2023년 10월 26일에 처음으로 플라즈마를 시험 가동했으며, 지난 15년간 건설 및 시험 단계를 거쳤다고 알려졌다.
태양을 연료로 하는 자연적인 과정을 이용하는 것
태양을 연료로 사용하는 자연 과정 활용 핵융합, 즉 우리 태양과 같은 별들을 연료로 하는 과정을 활용하는 것은 글로벌 에너지 수요를 충족시키기 위한 대량의 깨끗한 에너지를 생산하는 게임 체인저로 여겨진다. 하지만 지구상에서 핵융합 과정을 재현하는 것은 상당한 기술적 장애물이 있다. 이런 이유로 과학자들은 핵 반응기 실험을 통해 기본 기술을 더 잘 이해하기 위해 노력하고 있다.
이 핵융합 반응기의 주요 목표는 에너지 순 플러스를 생산할 수 있는 능력을 보여주는 것이다. 즉, 에너지 출력이 입력을 초과해야 한다. 이것은 궁극적으로 핵융합이 탄소가 없는 순 에너지원으로서의 잠재력을 확립할 것이다.
반응기는 그 내부에서 수소 핵의 융합을 유도하여 헬륨이라는 더 무거운 원소를 생성하는 것을 목표로 한다. 이 융합 과정은 빛과 열의 형태로 에너지를 방출하며, 태양 내부에서 일어나는 자연 과정을 밀접하게 모방한다.
간단히 말해서, 목표는 수소를 헬륨으로 변환하고 태양의 융합 메커니즘을 복제하며, 지구에서 실용적인 용도로 생성된 에너지를 포착하는 것이다.
500명의 과학자, 70개 회사가 참여
JT-60SA는 프랑스에 위치한 '국제 열핵 실험용 반응기(ITER,the International Thermonuclear Experimental Reactor )'의 선구자이다. 현재 개발 중인 프랑스의 JT-60SA는 2025년에 가동될 것으로 예상된다.
이 두 실험 장치는 핵융합 에너지 실현에 한 걸음 더 가까워지는 데 도움이 될 것이며, 과학자들이 이 신흥 기술에 대한 일반인들의 이해를 향상시킬 것이다고 ITER는 밝혔다.
한편 JT-60SA의 개발과 기능은 유럽과 일본의 70개 이상의 회사가 참여한 500명 이상의 과학자와 엔지니어들의 협력 결과이며, JT-60SA는 전 세계적으로 깨끗한 에너지로의 전환과 순 제로 탄소 배출 목표 달성에 중요한 역할을 할 것으로 전문가들은 내다보고 있다.
일본의 JT-60SA는 개막식에 대한 보도자료에서 "JT-60SA 국제 핵융합 스쿨(JIFS)에서 교육을 강화하는 공동 약속도 있었으며, 이 학교는 2023년 9월에 성공적으로 개교하여서 미래에 핵융합 에너지를 달성하기 위해 필요한 젊은 과학자와 엔지니어들을 교육하고 인적 자원을 개발할 것"이라고 언급했다.
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