외부 트리튬 선원 없이 핵융합로 기동

전문가 제언

 

○ D-T를 이용하는 융합원자로의 외부 트리튬 소스 저장으로서 가장 약속되는 융합 연료는 그들 자신의 트리튬을 증식시키기 위한 융합발전소(FPP; Fusion Power Plant)가 요구된다는 것이 오랫동안 인식되어왔다. 융합로의 초기 기동은 방사성 붕괴하는 트리튬 수 kg이 요구될 것이며 ITER 및 후속 시범원자로는 비축되어 있는 대부분의 트리튬을 소모할 것으로 인식되어왔다.

 

○ 삼중수소는 우라늄 분열, 원자로냉각재에 추가되는 보론 및 리튬과 중성자 포획 반응, 제어봉에 있는 보론과 중성자 포획반응, 물속에서 중성자의 방사화 및 구조 재료와 고-에너지 중성자 포획반응의 5개 메커니즘으로 상업용원자력발전소에서 생산될 수 있다.

○ 이 프로세스를 현실적으로 모델하기 위하여 플라스마에서, 트리튬 연소율을 5% 및 20%로 가정, 트리튬 보존 시간을 위한 여러 다른 선택이 3.5 시간으로부터 1일까지 범위를 제공하기 위한 연구, 트리튬 추출 효율은 블렝킷에서 90%로 가정, 트리튬 붕괴로 트리튬 손실 포함 등 여러 인자가 고려되어왔다.

 

○ 예비 플라스마 모델링은, D-D 운전을 위하여 요구되는 가열은 ∼170MW가 되어야함을 보여주고 있다. 그러나 완전 수송 모델링을 위한 좀 더 상세한 분석이 바람직스럽다. 벽에서 연료유지 및 MHD 안정성과 같이 다른 영향도 향후 분석에 포함될 수 있다. 플라스마에서 D-D 및 D-T 반응의 최적화는 D 및 T의 연료 분율을 조정하면서 이루어질 수 있다. 이러한 대체 접근은 아주 설계 의존형이며 이것은 원하는 D-D 운전 상태를 고려하기 위한 블랭킷 설계의 통합을 요구하고 있다.

 

○ 국내 기술로 개발한 KSTAR 규모는 ITER의 10분의 1 수준이지만, 기술적으로는 세계에서 가장 앞서 있다. 우리나라는 ITER에 실제 핵융합이 일어나는 공간인 진공용기와 초전도 자석에 사용될 TF(Toroidal Field) 초전도도체, 원료가 되는 삼중수소 저장·공급시스템, 부품을 조립에 사용되는 전용 조립장비 등 핵심 부품을 조달하는 등 ITER 개발에 크게 기여할 것이다.

저자

S. Zheng, D.B. King, L. Garzotti, E. Surrey, T.N. Todd

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2016

권(호)

103()

잡지명

Fusion Engineering and Design

과학기술
표준분류

에너지

페이지

13~20

분석자

김*수

분석물

• 외부 트리튬 선원 없이 핵융합로 기동.pdf [535,520 byte]

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