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수소용 미소구 유리 조성산화물 계산을 위한 구조기준

전문가 제언: ○ 미소한 중공 유리구는 핵융합반응에 필요한 연료 저장과 운송에 이용된다. 레이저 핵융합은 강력한 레이저광을 한 점에 집중시켜 중수소와 삼중수소의 혼합물 연료에 핵융합을 일으키는 것이다. 직경 25～250㎛의 중공 유리구에 연료를 넣어 0.1～10㎱의 펄스 레이저를 조사하면 플라스마가 발생하고 팽창의 반작용에 의하여 플라스마는 압축되어 온도가 1억도 상승되고 열핵융합 반응이 일어난다.

○ 이러한 연료 저장용기는 여러 가지 재료가 검토되었으나 제조와 취급이 용이하고, 유리조성을 변화시켜 각종의 요구사항에 대응할 수 있는 이점이 있는 중공 유리미소구(Hollow Glass Microsphere: HGM)가 가장 적합하다. 이러한 제품은 시판되고 있으며 미국 등 선진국에서 많이 연구되고 있다.

○ 미소유리구에 요구되는 특성을 보면 구의 직경크기, 두께의 균일성, 진구도(眞球度), 표면의 평활도가 중요하다. 또한 장기보전과 취급 면에서 높은 내압강도와 화학적 내구성이 중요하다.

○ 미소구 제조는 몇 가지 방법이 제안되어 있으나 실제 액적법과 겔법으로 구별되고 있다. 미소구에 연료가스 충진은 고온, 고압 하에서 실시된다. 따라서 고온에서는 가스의 투과가 용이하고 연료펠릿으로 취급되는 실온에서는 미소구에서 가스가 나가는 것이 적어야 된다. 이러한 관점에서 유리의 조성연구는 미소구 개발에 중요한 인자이다. 일반적으로 유리의 망목 구조산화물은 가스투과 계수가 크다. 그러나 여기에 수식산화물을 도입하면 가스투과 계수를 감소시킨다.

○ 가스투과와 유리조성 관계는 많은 연구가 되고 있다. 이외에도 미소구의 형상과 제품의 강도에 대한 연구가 중요하다고 생각된다. 그러나 국내에서는 이와 관련한 연구문헌을 발견할 수 없어 연구가 거의 없는 것으로 판단된다. 유리 분야와 핵융합분야의 전문가들이 HMS에 관심이 있기를 기대한다.

저자: Medvedev, EF; AF Medvedev, E. F.
자료유형: 학술정보