| 콤팩트 토러스 주입 자기밀폐 플라즈마 실험 최초 성공 | ||
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  허페이(合肥)종합성국가과학센터의 다채널 자기밀폐 핵융합 연구센터 연구팀은 중국 최초의 콤팩트 토러스 주입(compact torus injection) 장비를 설계 및 제작하고 해당 장비를 이용하여 자기밀폐 플라즈마 장치에 연료를 주입하는데 성공함으로써 플라즈마 밀도가 크게 증가시켰다. 연구팀은 중국 최초로 자기밀폐 융합장치가 콤팩트 토러스 개념을 이용하여 노심 연료공급을 달성함으로써 중국은 세계에서 4번째로 해당 핵심 기술을 보유한 국가가 되었다. 미래의 핵융합로 조건하에서 핵융합 연소율을 높이기 위해서는 연료 입자를 원자로 노심의 강한 자기장에 의해 갇힌 고온 플라즈마에 직접 주입해야한다. 콤팩트 토러스 주입의 원리는 펄스 고압을 통해 연료 가스를 이온화하여 고밀도의 자체 조직 플라즈마 토러스를 형성하고 강력한 로렌츠 힘을 이용하여 콤팩트 토러스를 초고 정방향 속도로 가속함으로써 공간 깊이 연료 주입을 달성하는 것이다. 해당 새로운 주입 기술은 장 수명, 고밀도 및 고속도의 장점을 보유하며 초강 자기장 대형 토카막 노심의 연료공급이 어려운 문제점 해결을 위한 솔루션을 제공할 수 있다. 해당 시스템은 중국과학기술대학교의 역자기장 핀치 자기밀폐 융합 실험장치에 장착되어 플라즈마 주입 연구를 수행하였으며 콤팩트 토러스 플라즈마는 수직입사로 주입되었다. 해당 장치에는 자체 개발한 고밀도, 고대역폭의 광섬유 레이저 간섭계가 장착되어 실시간 플라즈마 전자 밀도 및 주입 속도 진단을 수행한다. 역자기장 핀치 플라즈마 방전 과정에서 콤팩트 토러스가 고속으로 주입 된 후, 연구팀은 다채널 테라헤르츠 간섭계로 플라즈마 밀도 단면의 뚜렷한 증가를 관찰하였다. 이는 주입된 콤팩트 토러스 플라즈마가 이미 강자기장에 침투하여 메인 플라즈마와의 융합을 달성하여 연료주입 효과를 얻었음을 설명한다. 해당 실험은 초당 285km의 최대 주입 속도, 입방미터당 1.2×1,022의 최대 플라즈마 밀도 및 7.1×1,019의 최대 입자수를 달성하여 국제 선진수준의 도달했다. 정보출처 : https://www.cas.cn/cm/202106/t20210622_4794173.shtml |
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