인공태양 에너지란 무엇일까요

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인공태양 에너지란 무엇일까요

안녕하세요

태양광 이웃님들

 

05월 19일 금요일입니다.

 

오늘의 정보는

인공태양 에너지란 무엇일까요

입니다.

 

인공 태양이라는 말이

생소하신 분들이 많으실텐데요,

 

저희와 함께 알아봅시다.

 

태양광 전문기업 (주) 파랑티에스에너지

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인공태양은 핵융합과정에서 발생하는 핵에너지로 빛을 내는 태양의 원리를 이용한 방식으로, 수소의 원자행끼리 결합하여 인공태양 에너지를 생산하는 기전을 가지고 있습니다. 인공태양은 수소로 구성된 큰 가스 덩어리가 고열로 인해 헬륨으로 변화하는 과정에서 빛을 발생합니다. 이러한 물리현상을 이용하기 위해 필요한 인공태양 주원료는 중수소입니다. 중수소는 바다에서 얻을 수 있으며, 약 1리터의 해수로 300L가량의 에너를 만들어낼 수 있습니다. 또한 자원이 한정적인 원전과는 달리 자원 부족 현상에 대해 걱정하지 않아도 되며, co2 및 이산화탄소도 배출하지 않아 친환경적이라고 할 수 있습니다. 게다가 인공 태양은 수소가 없으면 가동되지 않기 때문에 폭발 위험성도 현저히 낮고, 방사능 폐기물 발생률도 원전 대비 1만분의 4수준입니다.

 

 

실제 태양이 에너지를 발생시키려면 '핵융합 반응'이 필요하며, 이는 중심부 온도가 1천 5백만도일 때 발생합니다. 동일한 핵융합에너지를 태양보다 중력이 낮은 지구에서 얻으려면 1억도 이상의 매우 높은 온도의 플라스마가 필요합니다. 높은 온도의 플라스마를 오랜 시간 밀패하려면 주원료인 삼중수소&중소수와 '토카막(핵융합장치)'도 필요합니다. 이와 같은 모든 조건들을 갖춰야 초고온 플라스마 상태를 유지할 수 있으며, 태양의 중심부처럼 핵융합 반응이 원활하게 발생하여 태양에너지(핵융합에너지)를 만들어낼 수 있습니다.

 

*플라스마 : 고압 & 고온으로 인해 전자와 원자이 원자핵이 분리된 상태

*토카막 (핵융합장치) : 핵융합 반응이 일어나는 환경 (EX. 태양)을 조성하기 위해 초고온 플라스마를 자장을 이용해 밀폐시키는 핵융합장치로, 플라스마를 자장에 걸어 공중에 떠있게 만든 후, 지속적으로 회전하도록 유도하는 장치입니다.

 

 

정리하자면, 지구에서 안정적인 초고온 플라스마 상태를 유지하려면 (태양처럼) 높은 온도&중력이 필요하거나 인공적으로 핵융합 반응을 일으켜야 합니다. 우리나라는 초고온 플라스마를 진공 그릇에 넣고, 자장을 이용해 벽에 닿지 않게 밀폐하여 핵융합 반응을 일으키는 한 "K-STAR"(한국형 인공태양)를 개발했습니다. 한국형 인공태양은 12년동안 (1995년~2007년) 개발과정을 거친 '토카막(핵융합장치)' 입니다. 2018년 전세계에서 처음으로 1억도이상의 플라스마 상태를 1.5초간 유지했으며 2020년에는 동일한 초고온 플라스마를 20초간 유지하는데 성공했습니다. KSTAR 연구진은 지구에서 성공적인 핵융합 반응(인공)을 내기 위해서, 1억도 이상의 초고온 플라스마 상태를 300초 이상 유지해야 하루동안 운영 가능할 것으로 내다보고 있으며, 2025년 안으로 이를 달성하기 위해 지속적인 연구를 진행하고 있습니다.

 

현재 기술력으로도 인공태양 에너지를 만들어내는 것이 가능하지만, 여러 가지 문제 (EX 경제성) 고려한다면 2040년정도에 본격적으로 상용화 단계 도입이 가능할 것으로 핵융합연구소는 전망했습니다. 지속적인 핵융합에너지(인공 태양 에너지)를 위한 R&D가 이루어져 친환경에너지로 가득한 대한민국의 미래를 기대해봅니다.

 

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인공태양 에너지란 무엇일까요

오늘의 태양광 정보는

여기까지입니다.

 

인공태양에 대해 평소 궁금하셨던 분들

많은 도움이 되셨길 바라면서

 

저희는 새로운 태양광 정보로

돌아오겠습니다.

 

감사합니다.

 

태양광 전문기업 (주) 파랑티에스에너지

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