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중성자 환경 하에서의 과제

전문가 제언: ○ 핵융합로는 중수소와 3중수소를 충돌시켜 고에너지의 중성자를 만들고, 그 에너지를 빼내는 장치이다. 따라서 대단히 많은 중성자가 비산하여 핵융합로 내부에서 반사나 충돌을 반복하게 된다. 대형초전도마그넷은 플라스마 진공용기 외부에 위치하지만, 누출된 중성자나 방사선을 쪼이게 된다. 그와 같은 환경 하에서 초전도재료가 어떤 특성을 나타내는가에 대한 연구는 충분히 진행되고 있지는 않지만, 현재까지의 연구 성과를 상세히 검토하여 방사성폐기물이 발생하지 않는 꿈의 원자로인 핵융합로가 하루 속히 실현되도록 노력해야 하겠다.

○ 초전도마그넷의 코일용기가 중성자조사를 받게 되면 코일용기일부가 방사화되어 동위체를 형성하고 선을 방출하게 된다. 이들 중성자와 선 조사에 의해 초전도마그넷의 특성이 변화하게 되고, 중성자를 조사하면 임계온도가 저하하기 시작하고, 10n/m가 조사되면 임계온도는 4.2K 이하가 되어, 실용적인 초전도물질로서의 역할을 못하게 된다. 핵융합로가 실현되려면 고속중성자환경 하에서 장기간 사용이 가능한 대형초전도마그넷 재료의 개발이 요구되고, 특히 저 방사화를 목표로 한 기초 및 응용연구가 절실히 요망된다.

○ 한국도 국제열핵융합실험로(ITER)계획에 참여하고 있기 때문에, 초전도마그넷 재료의 중성자에 의한 방사화와 특성변화에 대한 연구를 열심히 하여, 장래 핵융합로의 실현에 크게 기여하고 아울러 에너지자립에 기여하기를 바라마지 않는다. 이것이 바로 수입화석연료에의 의존도를 감소하여 경제적인 발전을 도모할 수 있는 길이 될 것이다.

저자: NISHIMURA Arata, NISHIJIMA Shigehiro
자료유형: 학술정보