관성가둠핵융합 (Inertial Confinement Fusion)
쉽게 풀면
자기장으로 플라즈마를 오래 가두는 대신, 아주 짧은 순간에 강하게 압축해 핵융합을 일으키는 방법도 있습니다. 관성가둠핵융합은 좁쌀만 한 연료 캡슐에 강력한 레이저나 입자빔을 쏘아 표면을 순간적으로 날려 버립니다. 그 반작용으로 캡슐 속 연료가 엄청난 밀도로 압축되고 온도가 올라가 핵융합이 일어납니다. 연료가 자기 관성 때문에 흩어지기 전의 짧은 시간 동안만 반응이 유지됩니다.
왜 중요한가
자기가둠 방식과 함께 핵융합 에너지 실현의 두 갈래를 이루는 접근법이며, 최근 투입 에너지보다 큰 핵융합 에너지를 얻은 실험이 보고되며 주목받았습니다. 고밀도 물질의 상태를 연구하는 기초과학 수단이자 관련 무기 물리 연구와도 얽혀 있어 정책적 논의도 따릅니다. 발전로로 가려면 반복 점화와 표적 공급 문제를 풀어야 합니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
조금 더 깊게 보면
구동 방식은 레이저를 캡슐에 직접 쏘는 직접구동과, 금속 용기 안쪽을 때려 발생한 엑스선으로 캡슐을 감싸 압축하는 간접구동으로 나뉩니다. 간접구동은 압축 대칭성을 확보하기 쉬운 대신 에너지 전달 효율이 낮습니다. 압축 과정에서 무거운 층이 가벼운 층을 밀 때 생기는 유체역학적 불안정성이 대칭성을 깨뜨려 점화를 방해하는 주된 장애로 꼽힙니다. 중심에 만들어진 고온 영역에서 점화가 시작되어 바깥의 차가운 연료로 연소가 번지는 구조를 목표로 합니다.
주의할 점
로슨기준은 두 방식 모두에 적용되지만, 관성가둠에서는 가둠 시간이 극히 짧은 대신 밀도가 엄청나게 높아 조건을 만족시키는 방식이 자기가둠과 정반대입니다. 플라즈마가둠을 자기장 방식만으로 이해하지 않도록 주의해야 합니다.