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미국 핵융합 에너지 생산 선공
인공 태양의 꿈, 실현 가능할까
미국이 사상 최초로 핵융합 발전을 하여 순 에너지 생산에 성공했다는 소식이 전해지며 전 세계의 이목이 집중되고 있습니다. 핵융합은 태양에서 에너지가 만들어지는 원리로, 발전 효율이 높고 탄소가 거의 배출되지 않기에 ‘꿈의 에너지 반응’으로 불렸는데요. 이번 미국의 실험 성공으로 인공 태양도 등장할 수 있을지 관심이 쏠리고 있습니다.
핵융합 발전이란 무엇인지, 또 실제 상용화까지는 얼마나 오랜 시간이 걸릴지 알아봅시다.
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미국이 세계 최초로 핵융합 발전을 통한 순 에너지[1] 생산에 성공한 것으로 전해졌다. 2022년 12월 13일(현지시간) 제니퍼 그랜홈 미 에너지부 장관은 기자회견을 통해 “로렌스 리버모어 국립연구소(LLNL)의 국립점화시설(NIF)이 핵융합 순 에너지를 생산했다”고 밝혔다. 핵융합 발전으로 순 에너지가 생산된 것은 인류 역사상 이번이 처음이다.
핵융합은 태양에서 에너지가 생성되는 원리로, 가벼운 핵들이 결합하여 보다 무거운 핵이 되는 것을 말한다. 태양은 대부분 수소로 구성되어 있다. 약 1,500만 도가 넘는 태양의 중심부에서 수소는 원자핵과 전자가 분리되는데, 이때 분리된 수소 원자핵이 다른 수소 원자핵과 부딪쳐 하나가 되면서 헬륨 원자핵으로 변하는 '핵융합 반응'이 일어난다.
이번 실험이 성공하기 전까지, 핵융합 반응은 인공적인 환경에서 실제로 구현하기엔 한계가 있다고 평가받았다. 태양에서 일어나는 핵융합을 지구에서도 발생시키려면 섭씨 1억 도 이상의 온도가 유지되는 환경이 필요하다. 태양의 중심은 강한 중력으로 압축되어 있어서 원자들의 밀도가 높아 섭씨 1,500만 도에서도 원자들이 쉽게 충돌하지만, 지구의 중력은 태양보다 훨씬 약해서 온도가 극단적으로 높은 환경을 조성해주어야만 원자들의 밀도가 핵융합이 가능한 정도에 도달하기 때문이다.
