KAIST 원자력양자공학과

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핵융합

핵융합 핵융합 반응(중수소 + 삼중수소)은 무해한 헬륨원자와 중성자 그리고 17.6MeV의 에너지를 생성한다. 핵융합을 하기 위해서는 두 개의 원자핵이 정전기적 반발력을 극복해야 하는데 이는 대략 10~20KeV의 에너지가 필요하다. 이 에너지를 가지기 위해서 1~2억도의 온도에 원자들이 도달해야 하고 이럴 경우 원자는 전자와 원자핵이 분리된 상태, 즉 플라즈마가 된다. 충분히 큰 밀도를 가진 높은 온도의 플라즈마가 얼마나 오랜 시간 유지되느냐에 따라 핵융합 발전의 효율이 결정된다. 플라즈마를 유지시키는 한 가지 방법은 로렌츠힘을 이용하는 방법이 있는데 토카막이 바로 로렌츠힘을 이용하여 플라즈마를 유지시키는 장치이다. 토카막은 도넛형태의 구조로 강력한 자기장을 이용하여 플라즈마를 진공 용기 내부에 가두는 장치이다. 핵융합의 최종적인 목표는 자가 유지되는 플라즈마를 만들고 전세계 어느 지역에서나 핵융합발전소가 상용화되어 지구상의 에너지문제를 해결하는 것이다. Lawson의 평가기준에 따르면,

을 만족하는 자가 유지되는 플라즈마를 만들 수 있다고 한다. 우리는 이러한 기준을 만족시키고 인류 에너지 문제의 궁극적인 해결책을 제시하기 위해서 지금도 연구하고 있다.

Faculty 김영철 (핵융합 및 플라즈마 연구실)