삼중수소증식비 (Tritium Breeding Ratio)
한 줄 정의: 핵융합로에서 소비한 삼중수소 대비 새로 생산된 삼중수소의 비율입니다.
쉽게 풀면
중수소-삼중수소 핵융합에 쓰는 삼중수소는 자연에 거의 없고 반감기도 짧아 따로 만들어야 합니다. 핵융합로는 반응에서 나오는 중성자를 리튬에 부딪히게 해 삼중수소를 만들어 냅니다. 삼중수소증식비는 태워 없앤 양에 비해 새로 만든 양이 얼마인지를 나타내는 값입니다. 이 값이 1보다 커야 원자로가 스스로 연료를 대며 계속 돌아갈 수 있습니다.
왜 중요한가
핵융합 발전이 실제로 성립하는지를 가르는 핵심 지표라, 블랑켓 설계 논문에서 가장 먼저 제시되는 값입니다. 진단 장치나 가열 장치가 차지하는 구멍, 구조재가 잡아먹는 중성자 때문에 실제로 1을 넘기기가 쉽지 않아 설계 최적화가 중요합니다. 중성자를 불려 주는 증배재 선택과 리튬 농축도 결정도 이 값을 기준으로 이루어집니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"증식블랑켓의 리튬6 농축도를 변화시키며 삼중수소증식비를 계산해 자급 조건을 만족하는 범위를 도출하였다."
조금 더 깊게 보면
삼중수소는 주로 리튬6이 중성자를 흡수해 생성되며, 리튬7도 고에너지 중성자와 반응해 기여하지만 그 비중은 작습니다. 반응 한 번에 중성자가 하나만 나오므로 손실을 감안하면 그대로는 1을 넘기 어렵고, 베릴륨이나 납 같은 증배재를 넣어 중성자 수를 늘립니다. 설계에서는 삼중수소가 생성되어도 블랑켓 안에 갇히거나 회수되지 못하면 쓸 수 없기 때문에, 증식비와 함께 회수 효율과 재고량 관리가 함께 평가됩니다.
주의할 점
증식비는 고속로에서 핵분열성물질이 얼마나 새로 만들어지는지를 뜻하는 별개의 지표입니다. 삼중수소증식비는 핵융합로의 연료 자급 여부를 다루는 값이므로 혼동하지 않아야 합니다.