아치형 플라스마 구조

전문가 제언

○ 태양 에너지가 생성되는 것은 수소 핵이 헬륨으로 핵융합 되는 열핵반응(thermonuclear reaction)으로 설명할 수 있다. 태양에서 일어나는 열핵반응 원리를 지상에서 시험해 보고 만든 것이 바로 수소폭탄이다. 수소폭탄 실험은 1951년 미국에서 처음으로 시행되었으며 이어서 소련, 영국, 중국, 프랑스에서 실험을 했다. 이제는 북한도 수소폭탄 실험을 할 수 있는 능력을 갖추고 있는 것으로 추정하고 있다.

○ 고온상태()에서는 전자가 원자에서 떨어져 나와 음전하를 갖고 중수소는 중양성자, 삼중양성자들이 자유롭게 운동하는 상태로 된다. 이같이 양, 음의 전하를 띈 입자들이 공존하는 플라스마(plasma)상태가 된다. 플라스마는 고온에서 존재하는 제4의 물질이다. 태양표면의 상태가 바로 플라스마 상태로서 플라스마 입자들은 전자기장의 영향을 받는데 특히 태양표면을 가로지르는 강한 자기장에 의해 원추모양으로 플라스마 코로나(plasma corona)가 만들어진다.

○ 이 리뷰는 미국 캘리포니아 공대의 Stenson과 Bellan 연구팀이 실험실에서 태양에서 일어나는 것과 똑같은 플라스마 코로나를 만들어 코로나 현상을 재현하고 제어하는 실험결과를 PRL(2012)에 발표했던 결과다. 이들은 강한 자기장(0.35T)과 캐페시터(6.0kV, 53.1kA)의 전기장을 이용하여 수소, 질소, 아르곤 플라스마 흐름을 높이 80cm 되는 원추형 코로나를 재현해 보임으로써 태양에서 플라스마 동역학 메커니즘을 해석할 수 있게 하였다.

○ 한국은 미래의 환경오염 없는 에너지 생산을 위해 2008년 핵융합 반응로(KSTAR, Korea Superconducting Tokamak Advanced Research)를 설치하였다. KSTAR는 핵융합에너지 상용화의 최종목적을 달성하기 위하여 국제핵융합실험로(ITER)와 공동연구를 함께 진행하고 있다. 지금은 플라스마 가스화 연구와 CO2포집기술 등 주로 상용화 연구에 주력하고 있다. 지금은 국가핵융합연구소(NFRI)의 연구 성과에 큰 기대를 걸고 있는 입장이다.

저자

E. V. Stenson et al

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

기초과학

연도

2012

권(호)

109(7)

잡지명

Physical Review Letters

과학기술
표준분류

기초과학

페이지

0750011~0750015

분석자

윤*중

분석물

• 아치형 플라스마 구조.pdf [312,962 byte]

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