삼중수소증식블랑켓 (Tritium Breeding Blanket)
쉽게 풀면
핵융합로는 중수소와 삼중수소를 태워 에너지를 얻는데, 삼중수소는 자연에 거의 존재하지 않아 계속 공급받을 곳이 없으면 연료가 금방 바닥납니다. 증식블랑켓은 말 그대로 삼중수소를 스스로 '증식'시켜 채워 넣는 장치로, 리튬이 들어 있는 재료를 핵융합 반응에서 튀어나오는 중성자에 노출시켜 새로운 삼중수소를 만들어냅니다. 비유하자면 벽난로 옆에 씨앗을 심어두고, 불이 타면서 나오는 열과 재를 이용해 다음에 땔 나무를 스스로 키워내는 것과 비슷합니다. 동시에 이 블랑켓은 핵융합에서 나온 뜨거운 중성자의 에너지를 흡수해 열로 바꾸는 역할도 함께 맡습니다.
왜 중요한가
지구상에서 삼중수소는 매우 희귀하고 비싸기 때문에, 상용 핵융합발전소가 외부 공급 없이 스스로 연료를 순환시키려면 증식블랑켓의 성능이 결정적입니다. 또한 블랑켓은 노심에서 발생한 에너지를 실제 전력 생산으로 연결하는 열 회수 통로이기도 해서, 발전 효율과 직결되는 핵심 구성요소로 다뤄집니다. 이 때문에 원자력공학·핵융합공학 분야 논문에서 블랑켓의 재료, 냉각 방식, 삼중수소 증식률(Tritium Breeding Ratio) 등이 활발히 연구됩니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
블랑켓 내부에서 중성자가 어떻게 이동하고 리튬과 반응하는지를 전산 모사로 분석했다는 의미입니다.
블랑켓이 감당해야 하는 높은 열부하를 견디도록 냉각 구조를 설계했다는 내용입니다.
조금 더 깊게 보면
증식블랑켓의 성능은 흔히 삼중수소 증식률(TBR)로 평가되며, 이는 소모된 삼중수소 대비 새로 만들어진 삼중수소의 비율을 뜻합니다. 증식재로는 리튬 세라믹(예: 리튬 산화물, 리튬 티타네이트 계열)이나 액체 리튬합금 등이 검토되며, 냉각재로는 물, 헬륨, 또는 액체 금속이 후보로 연구됩니다. 블랑켓 설계에서는 중성자 수송 해석, 재료의 방사화 및 손상 평가, 삼중수소 회수(추출) 기술이 함께 다뤄지는 경우가 많습니다.
주의할 점
증식블랑켓은 아직 대부분 실험 및 설계 검증 단계에 있는 기술이며, 실제 상용로에 적용된 사례는 없어 문헌마다 제안하는 재료와 구조가 다양합니다. 또한 블랑켓은 제1벽 바로 뒤에 위치한 별개의 구조물로, 제1벽과 기능이 다르다는 점에 유의해야 합니다.