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과학

핵융합을 위한 세계의 노력

'지구에 작은 별을 만들어라'라는 기치아래 국제 점화 시설(National Ignition Facility (NIF))이 캘리포니아에 세계에서 가장 거대하고 강력한 에너지의 레이저가 2010년 9월 28일 완공되어 실험준비에 들어갔다. 수소연료를 작은 캡슐로 만들어 중앙에 위치시키고 총 1메가 줄의 에너지에 해당하는 192개의 레이저를 집중 조사하여 에너지를 가한다. 수소는 내부에서 레이저 에너지를 받아 핵융합을 하고, 처음 조사한 레이저의 수백, 수천배에 해당하는 에너지를 방출하게된다. 핵융합은 태양에서 일어나는 에너지와 같다. 핵분열은 원자 폭탄에 해당하고 핵분열은 수소폭탄에 해당한다. 1997년이래로 총 35억 달러가 소비되었고, 핵융합은 2012년에는 달성할수있을 것이라 믿고있다.

반응로를 정비하고있다. 반응로는 직경이 10미터, 두께 10센티의 알루미늄으로 제작.다시 30센티이상의 콘크리트 벽으로 둘러싸이게된다.

 국제점화시설 중에서 가장 거대한 130톤짜리의 target chamber.

 1999년 6월 직경 10미터의 target chamber가 계획된 위치에 놓고있다. 가동시에는 내부가 진공으로 된다.

 target chamber 가 제자리에 위치한 후 7층 높이의 벽과 지붕이 완성되었다.

 기술자들이 target chamber 내에서 다시 부수적인 장비들을 설치하고있다.

 192개의 레이저 조사중에서 2개의 레이저가 조사되는 경로라고한다. 정말 어마어마한 사이즈이다.

2002년 1월에 촬영된 power-conditioning system. 총 160킬로 미터의 길이에 해당하는 고전압 케이블이 설치되었다.

 National Ignition Facility의 레이저 발생장치 2호기. 여기서 발생한 레이저빔은 약 300미터 지나 target chamber로 조사된다.

 레이저 증폭장치에 사용되는 판의 미가공 상태. 총 3072개의 파넬이 필요하다고한다.

 기술자들이 target bay내에 카메라를 장착하고있다.

 중수소 걀슘인산염을 이용한 거대한 수정. 이들 수정은 40센티 크기로 잘려져서 레이저 장치에 들어간다. 반드시 단결정 수정을 사요애야하며, 수정을 단기간에 성장시키는 기술도 한몫을 하였다. 보이는 여자의 얼굴이 수정건너편에있는 것이다.

 외부에서 보는 타겟챔버

 기술자가 target chamber내부로 조사되는 레이저 장치를 최종 점검하고있다.

 2009년 5월의 국제점화 시설. 캘리포니아

 레이저 조사 장비들이 target chamber 하부에 집중되어있다. 이들 장치를 거쳐서 40X40센티의 레이저가 0.2 밀리의 한점으로 집중된다.

 최종 핵융합이 일어나는 Target이다.

 잘알려진 캘리포니아 주지사 아놀드 슈왈츠제네거가 방문하고있다.

 target chamber 내부 검사 장비

 target chamber 아래에서 본 target positioner. 이 끝 한점으로 동시에 여러 레이저 빔이 사람 머리카락 굵기로 조사된다.

 target positioner와 target alignment 시스템.

 여성이 들고있는 조그만한 장치에서 핵융합이 일어나며, 핵융합을 만들기위해 192개의 강력한 레이저가 발사된다.

 과학자들이 부르는 비어있는 우주라는 별명을 가진 이곳에 작은 핵융합을 일으킬 물질을 채운 캡슐이 들어가게된다.

 일종의 모형인데, 이러한 종류의 캡슐이 장착되게 된다. 캡슐 내에는 중수소와 3중 수소가 들어가서 레이저에 의해 핵융합반응을 일으킨다. 실제 중수소, 3중수소는 영하 260도 정도에서 보관된다.

 캡슐과 캡슐 수용장치가 모두 조립되어 테스트중이다.

 위치를 잡아주는 장치와 레이저 등이 머리카락 굵기의 오차도 없이 정확하게 위치되어야 한다.

 192개의 레이저를 순간 조사하고 난후 타겟이 타버린 모습이다.

 target bay의 가동을 앞두고 각종 점검이 시행되고있다. 핵융합은 인류의 미래 에너지로 기대되고있다. 전혀 방사능을 배출하지도 않으며, 무한에 가까운 원료가 바다물에 포함되어있다. 이것만 완성되면 수력발전, 화력발전, 원자력 모두를 대체하고, 무한한 전기를 생산할수있는 시대가 온다.