말로만 듣고 잇었던 기술 핵융합

핵융합

 

다들 살다보면서 핵융합이라는 말을 많이 들어보았을겁니다. 다른말로는 핵실험, 핵폭탄, 원자폭탄, 원자탄 등 많은 

 

어구가 달리는 말이지요. 앞으로 에너지효율에 대해서 가장 앞서게 될 자원 중 하나인 핵융합에 대하여 설명을 

 

해보고자 합니다. 

 

핵융합

-핵융합이란??

물리학에 있어서 핵융합은 핵분열과 상반되는 현상으로 두 개의 원자핵이 부딪혀 새로운 하나의 무거운 원자핵으로

 

변환되는 반응입니다. 기본적으로 원자핵은 내부의 양성자로 인해 양전하로 띠므로 두 개의 원자핵이 서로 접근하게

 

되면서 전기적인 척력에 의해 서로 밀어내게 됩니다. 하지만 두 원자핵이 서로 충돌하게 됩니다. 그리고 이후에는 

 

두 원자핵 사이에 강력한 인력이 작용하여 하나의 원자핵으로 결합될 수 있습니다.

 

가장 가벼운 원소인 수소의 원자핵끼리 핵융합을 위해 필요한 온도는 대략 1억도씨 이상이며 더 무거운 원자핵들간의 

 

핵융합에는 더 고온의 환경이 필요합니다. 마치 인공태양이라고 할 말큼의 온도가 필요한것이지요. 

 

핵분열과 핵융합 발전 그리고 국가 핵융합연구소, 수소 핵융합 반응, 태양 핵융합, 핵융합 관련 등등으로 앞으로 

 

무궁무진한 방법으로 엄청난 성장이 가능한 분야라고 할 수 있는것이 바로 핵융합입니다.

 

핵융합

 

핵융합 발전은 수소의 핵융합반응 시 발생되는 에너지를 활용하여 전기를 생산하는 발전방식입니다. 화력발전이나 

 

원자력발전에 비해 에너지 생산량이 훨씬 많고 환경오염 물질을 발생시키지 않는 장점 때문에 현재 많은 나라의 

 

연구기관들이 국가적으로 국제적 차원으로 활발히 연구하고 수행중에 있습니다. 국제 열핵융합실험로 프로젝트가

 

대표적이고 대한민국을 포함한 7개국이 참여하는것으로 알고 있습니다.

 

핵융합발전소

핵융합은 태양의 에너지원으로 잘 알려져 있는데 태양을 포함하여 대부분의 항성에서 일어나는 핵융합반응은 

 

수소원자를 중수소 또는 삼중수소로 융합하고 이들을 헬륨원자로 융합시키는 연속적인 햅융합반응을 일으킨는 겁니다.

 

무거운 원소의 핵융합은 초신성 촉발과 같은 극단적인 경우에 발생합니다. 항성 및 초신성에서의 핵융합은 자연적으로

 

존재하는 원소가 만들어진 가장 주요한 원인이라고 할 수 있습니다.

 

핵융합발전소

원자핵을 서로 융합하게 하는것은 아주 많은 에너지를 필요로 합니다. 이는 가장 가벼운 원소인 수소에 대한것도 

 

마찬가지 입니다. 하지만 가벼운 원소가 융합해서 무거운 원소 및 자유 중성자를 만들 떄 이 과정에서 발생하는 

 

에너지는 융합하는데 필요로 했던 에너지 이상입니다. 이러한 에너지 생성 과정, 즉 발열반응은 핵융합반응이 스스로

 

지속될 수 있도록 합니다. 

 

핵융합

대부분의 핵반응에서 발생하는 에너지는 화학 반응에 의해 발생하는 에너지에 비해 매우 큽니다. 이는 원자핵을

 

함께 모아주는 결합에너지가 전자와 원자 핵을 모아주는 에너지보다 훨씬 크기 때문에 예를 들자면 전자를 수소에 붙여

 

얻은 이온화 에너지는 13.6eV이며 이는 중수소 삼중수소 반응에서 발생하는 17MeV의 백만분의 일조차 되지 

 

않는다라고 합니다.

 

핵융합

핵융합 필요조건??

핵융합이 일어나기 위해서는 커다한 에너지 장벽을 극복해야만 합니다. 원자해은 양전하로 대전되어 있기 때문에 

 

전자기력에 의해 서로 밀쳐냅니다. 하지만 두 원자핵이 충분히 가까워지면 전자기력은 가까운 거리에서만 작용하는

 

거대한 힘인 강한 핵력, 즉 강력에 의해 무시되게 됩니다. 실제로는 가까운 거리에서는 강력>약력>전자기력>중력순

 

으로 힘의 크기를 나타냅니다. 이러한 수만가지의 필요조건들이 있어서 핵융합이 실제로 쓰이게 될겁니다.

 

인공태양은 물론이고 핵분열과 아까 설명한 핵융합 발전과 국가핵융합연구소 그리고 수소 핵융합반응, 태양 핵융합과

 

핵융합 관련에 대하여 많은 것을 알게 하는 포스팅이 되었다라고 할 수 있겠습니다.