록히드 마틴이 개발 중인 소형 핵융합로




록히드 마틴이라고 군산복합기업의 이름을 한 번 쯤은 들어 보셨을 겁니다. 하늘을 나는 다리미 스탤스 전폭기 F-117, 금보다 비싸다는 스텔스 전투기 F-22가 바로 이 집 작품이지요.



http://wonderfulengineering.com



그런데, 록히드 마틴이 뜬금없이 핵융합로를 개발하고 있다고 발표해서 세간을 놀라게 했던 적이 있습니다. 2014년의 일이었습니다.



핵융합로라면 차세대 에너지라며 여러 국가가 개발에 매달리고 있지만, 난이도가 너무 높아 몇 십년째 개발 중이라는 바로 그 녀석이 아닌가요?



네 맞습니다. 그런데 이걸 일개 기업이 만들겠다고 발표한 거죠. 그것도 그냥 개발하는 것이 아니라, 소형화 해서 트럭에 싣고 다닐 수 있는 사이즈로 만들겠다고 선언 했습니다. 



http://www.nolanfans.com




배트맨 다크나이트 라이즈를 현실에서 만나볼 수 있다니. 본격 웨인 엔터프라이즈의 등장인 셈입니다.



무기 때문인 건 아닌 것 같고, 왜 뜬금없이 핵융합로를 들고 나와 외계인을 고문 하고 있는거지? 



이유는 의외로 간단했습니다. 록히드 마틴은 화성에 보낼 유인 탐사선 준비 중인데, 여기에 쓸 에너지원이 필요 했던 것이지요.



www.seeker.com




현재의 기술로는 화성에 탐사선을 보내는데 3년 이상이 걸립니다. 무인탐사선의 경우 태양전지에서 전력을 얻는데요. 



유인 탐사선은 무인 탐사선 보다 더 많은 에너지를, 그것도 6년 이상 안정적으로 얻을 수 있어야 합니다. 도저히 태양전지로 감당할 수 없는 수준입니다.



응? 그거라면 지금도 원자력 전지가 있지 않나요?



astronomi.id




있긴 합니다.  바로 RTG라 불리 우는 방사성 동위원소 열전기 발전기 입니다. 



그런데 이 녀석이 치명적인 문제가 있습니다. 오랫동안 쓸수 있다는 걸 제외하면 거의 폭망 수준의 가성비를 가진다는 점입니다. 



RTG가 내는 출력이 같은 무게 리튬 배터리의 1% 에 불과합니다.



때문에 보다 효율적인 에너지원이 필요했고, 록히드 마틴은 해결책은 소형 핵융합로였던 것이지요.



http://www.physics-astronomy.com




그러나, 서두에 언급했듯이 핵융합로 개발은 난이도가 상당히 높습니다. 국가 레벨에서 이뤄지는 대형 프로젝트 임에도 여전히 실용화에 성공 하지 못한 상태입니다.



핵융합로는 크게 두 가지 방식이 있습니다



하나는 자기장 방식 (자기가둠) 과 다른 하나는 레이저 방식 (관성가둠) 입니다. 전자는 플라즈마 상태의 수소를 빠르게 회전시켜 고온으로 만드는 거고, 후자는 수소연료에 레이저를 쏴서 고온으로 만들어 주는 방식인데요.



방식만 다를 뿐 둘 다 수소 원자를 합쳐 헬륨으로 만들고, 여기서 나오는 에너지를 사용해서 전력을 얻습니다.



sbs.com.au




태양에서 일어나는 핵융합을 인위적으로 만들어야 하는데, 태양의 수소 핵융합 온도는 무려  1억도씨입니다.  1천 5백만 도씨 정도 입니다. 이걸 지구상에서 재현 하려면 1억 도씨의 온도를 만들어야 해요. 


(Sopp님 오류 지적 감사합니다!)



이만한 에너지를 만드는 것도 쉽지 않지만, 이걸 오랫동안 유지하는 것도 보통일이 아니지요.



en.wikipedia.org




우리나라의 토카막식 핵융합로인 KSTAR이 55초간 플라즈마를 유지 하는데 성공했습니다. 생산된 에너지 보다 투입된 에너지가 더 큰, 아직은 써먹을 수 있는 단계가 아닙니다.



핵융합 개발 상황이 이럴진대, 록히드 마틴이 핵융합로 개발에 뛰어든 건, 뭔가 자신이 있어서겠지요? 



개인적으론 이게 근자감이 아니라는 생각이 드는데, 개발 주체가 바로 록히드 마틴의 '스컹크 웍스'팀 이기 때문입니다. 



록히드 마틴에서 외계인을 고문을 전담 한다는 전략 항공기 개발 부서이니까요. (위에 소개된 F-117, F-22가 바로 스컹크 웍스의 작품입니다.)



주제가 벗어날테니 스컹크 웍스의 이야기는 다음에 다루도록 하고.... 



현재까지 확인된 내용만 정리하면, 스컹크 웍스가 주도하는 소형 핵융합로는 2010년에 프로젝트가 시작되었고, 2014년 관련 기술을 특허로 등록하면서 세상에 알려지게 되었습니다. 



www.quora.com




트럭 뒤에 실을 수 있는 크기의 200MW급 핵융합로가 최종 목표라고 합니다.



시험 핵융합로에 대한 기초 설계는 정리가 되어, 지름 7m, 길이 18m의 규모에 2.3초간 40MW를 내는 성능에 방식은 자기가둠 + 관성가둠의 혼합 방식이라고 하는데.... 



원형 자기 코일을 이용해서 플라즈마를 고속 회전 시켜주면서, 코일의 형상을 항아리 처럼 만들어 플라즈마를 강하게 압축시킨다는 구상입니다. 



구체적인 형상의 사진들이 돌아다니는 걸로 봐서는 개발에 상당한 진전이 있어 보입니다. 다만,



NextBigFuture.com



기밀이라 그런지 몰라도 소형 핵융합로에 대한 자세한 자료가 잘 찾아지지 않습니다. 더 자세한 내용은 찾아지는 대로 후속 포스팅에서 정리해야 할 것 같습니다. 



(조금 깊이 들어가려니 머리도 아프고, 잠이 쏟아져 안 되겠어요. 전 공부할 머리는 아닌가 봅니다. -_-;;;; )



여튼 국가적 프로젝트를 독자 개발하는 록히드 마틴이 대단하는 생각이 들고, 핵융합 개발도 민간으로 넘어가는 걸 보면, 



실용 핵융합로를 의외로 빠른 시일에 만나 볼 수 있겠다는 생각도 듭니다.





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Posted by 위저드아이언 wizard_IRON