문서의 임의 삭제는 제재 대상으로, 문서를 삭제하려면 삭제 토론을 진행해야 합니다. 문서 보기문서 삭제토론 KSTAR (문단 편집) == 특징 == ||[youtube(dy5y7HI-m7Y)]|| || KSTAR가 만들어낸 [[플라즈마]] || 세계 최초로 300초 이상 고주파를 낼 수 있는 메가헤르츠(MHz) 대역의 [[전자기파]] 가열장치(통칭 ICRF)를 사용한다. [[전자레인지]]와 같은 개념이다. 메가헤르츠(MHz) 대역의 전자기파를 쏴서 [[플라즈마]] [[이온]]을 공명시켜 플라즈마의 온도를 섭씨 1억℃까지 올린다.[* 태양에는 몇 천억의 압력이 자연적으로 있지만 지구에는 그러한 압력이 없고 중력을 이용할 수도 없으며, 핵융합을 일으키기 위해선 플라즈마 상태가 되어야하는데 이 플라즈마를 만드려면 압력이 낮아야한다. 고로 압력을 높이는 것보단 온도를 높이는 것이 상대적으로 쉬워서 온도를 높인다.][* 어디까지나 중심부의 온도가 1억℃이며 바깥쪽은 1억℃보다는 낮다. ] 한국원자력연구원 곽종구 박사팀은 2007년 7월 12일 이 가열장치의 개발 성공을 발표했다. KSTAR의 가장 큰 특징은 초전도 전자석을 사용하는 핵융합로라는 것. 초전도 소재를 쓰는 만큼 전자석이 훨씬 강력하며 냉각부담이 적다. 당연히 일반 전자석을 사용하는 융합로에 비해 플라즈마 지속시간이 훨씬 길다. 하지만 세계 최초는 아니다. 중국 도 KSTAR에 앞서 초전도 토카막 EAST를 가동하였으며, 인도도 만들다 말긴 했지만 비슷한 핵융합로를 개발했다. 다만 중국의 EAST는 초전도 선재로 NbTi를 쓰는 반면 한국의 KSTAR는 성질이 우수한 Nb3Sn을 초전도 선재로 사용한다는 점이 다르다. 여기서 태양에 대해 공부해본 사람이라면 태양의 내부 온도는 1500만도에서 핵융합을 일으킨다고 하는데 3억 도까지 올릴 필요가 있느냐 라는 사람이 있을 것이다. 그것은 핵 융합로와 태양 내부의 압력이 달라서이다. KSTAR 내부의 밀도는 공기 밀도의 0.01배 정도로 매우 낮기 때문에 3억 도로 가열해야 4기압 가량의 압력을 유지할 수 있지만 태양은 내부 기압이 수천 '''억''' 기압까지 치솟기 때문에 비교적 낮은 온도에서도 핵융합이 가능한 것이다. 근데 저 3~4기압이라도 자기장만으로 제어한다는 것은 매우 어려운 일이다. 당장 현 시점에서 수소나 헬륨을 공급하는 가장 저렴한 방법은 천연가스 분해. [[삼중수소]]는 희소원소까지는 아니더라도 생산단가가 어마어마하시다. 현재로서 가장 저렴한 삼중수소 획득 방법은 [[리튬]]을 원자로에서 중성자로 포격해서 붕괴시켜 삼중수소로 바꾸는 방식이다.[* 이를 응용해 연구 중인 것이 현재의 리튬 브리딩 블랭켓이다. 블랭켓은 융합로의 내부와 외부를 분리하는 부분으로, DEMO와 그 이후의 상업용 발전소 단계에서는 이 블랭켓이 고에너지 중성자와 방사선 에너지를 받아 가열되어, 그 사이를 냉각수가 지나가면서 열교환이 이루어져 발전용 터빈을 돌릴 증기가 발생하는 데 필요한 열이 공급되는 부분이다. 여기다가 액체 리튬을 집어넣어서 열 교환과 동시에 삼중수소를 발생시키는 게 바로 리튬 브리딩 블랭켓이다. 비교하자면 핵분열로중 증식로의 개념에 해당한다.] 다음은 입자가속기에서 리튬을 포격해서 같은 과정을 거치는 것. 당연히 어느 쪽이든 방사선이 대량으로 방출되어야 가능한 일이며, 그 과정에서 생성된 삼중수소 역시 방사성 물질이다. 다만 진공용기가 깨져도 내부 플라즈마가 공기에 접촉될 경우 빠르게 에너지를 잃으므로 폭발하거나 위험해질 가능성은 거의 없다. 핵분열에 비해 안전하다는 이야기는 이런 의미. 참고로 방사능 물질은 거의 없다. 우라늄을 쓰는 핵분열 장치와는 달리 중수소와 삼중수소(D-T반응)를 쓰기 때문. 수소는 바닷물을 전기분해하면 바로 얻을 수 있다. 사실상 무한대. 삼중수소와 중수소를 넣어 핵융합 시키면 강한 열에너지와 함께 중성자와 헬륨이 나온다. 헬륨 핵융합 반응은 수소 핵융합 반응보다도 더 높은 온도를 필요로 한다. 수소를 쓰는 이유 중 하나. 중수소-중수소(D-D) 핵융합 반응에서는 50%의 확률로 헬륨-3이나 삼중수소가 나오지만[* D-D 반응에서는 "D + D → He-3 + n또는 D + D → T + p" 두 가지 반응이 50% 확률로 일어나는데 이 때문에 D-T 반응과 똑같이 중성자가 발생하지만 D-T 반응에 비해 나오는 중성자의 양은 훨씬 감소한다. 또한 중성자의 에너지도 D-T 반응의 경우 14.1MeV, D-D 반응의 경우 3MeV 정도로 훨씬 낮다.], D-T 핵융합에서는 헬륨-4가 나온다. 단, 핵융합로라고 해도 방사성 폐기물이 다소는 생긴다. 핵융합 반응 도중 중성자가 밖으로 빠지는데, 이 중성자가 핵융합노심에 방사성 물질을 만든다. 한편, 'D-D반응을 사용한다면 며칠 동안만 가동 안 하면 사람이 안에 들어가서 작업할 정도로 방사선 수치가 떨어진다.라는 이야기가 있다. 물론 D-D반응이 D-T 핵융합 반응 다음의 목표이기는 하나, 애석하게도 현재로서는 하늘의 별따기 수준으로 어렵다. 좁은 의미에서의 제동복사만 해도 큰 문제이다. D-D반응이 일어나기 위한 온도에서는 싱크로트론 복사가 발생하며, 싱크로트론 복사에 의한 에너지 손실만 해도 무시하기 어렵다. 더 큰 문제는 싱크로트론복사로 인해 애초에 D-D반응을 달성하기 위한 온도까지 올라가지 않는다는 것이다. 하지만, 베타값을 올려서 플라즈마의 압력을 올려준다면 이야기는 달라질 수 있다. 물론 가동을 며칠 중단하면 D-T반응을 이용하는 ITER에서도 똑같이 안에 사람이 들어가서 작업할 수 있다. 궁극적인 목표인 D-^^3^^He 반응의 경우 이론상 방사선이 전혀 나오지 않으나 실제로는 투입된 중수소끼리도 반응하기 때문에 여전히 방사능이 나온다. 이러한 핵융합 반응은 현재 자기관성핵융합 방식의 연구가 시도되고 있다(자세한 것은 [[핵융합]]문서 참조). D-T반응을 이용하는 핵융합로는 폐기처분하면 지금 원자력 발전소에서 나오는 저준위 방사성 핵폐기물만큼의 방사능이 나온다.저장 버튼을 클릭하면 당신이 기여한 내용을 CC-BY-NC-SA 2.0 KR으로 배포하고,기여한 문서에 대한 하이퍼링크나 URL을 이용하여 저작자 표시를 하는 것으로 충분하다는 데 동의하는 것입니다.이 동의는 철회할 수 없습니다.캡챠저장미리보기