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Aug 25, 2023

플라즈마 점도를 이해하여 융합을 향한 길 구축

60개의 매우 강력한 레이저 빔이 모두 1mm 크기의 공을 겨냥한다고 상상해 보세요. 그들은 216피트 떨어진 곳에서 폭발합니다. 충격은 공에 극도의 압력을 가하며, 이는 특정 요소로 구성됩니다.

60개의 매우 강력한 레이저 빔이 모두 1mm 크기의 공을 겨냥한다고 상상해 보세요. 그들은 216피트 떨어진 곳에서 폭발합니다. 충격은 특정 수소 동위원소로 구성된 공에 극심한 압력을 가합니다. 공은 초당 360km의 속도로 스스로 붕괴하면서 폭발합니다. 통제된 핵융합 반응이 점화됩니다. 그것은 태양에 동력을 공급하는 바로 그 과정을 모방합니다.

그러나 레이저와 공의 존재에도 불구하고 일반적으로 그런 일은 일어나지 않습니다. 오메가 실험의 연구자들은 그 이유를 알고 싶어합니다. 핵융합을 시작하고 유지하는 방법을 알아낸다면 여기 지구상에서 지속 가능한 에너지원을 제공할 수 있습니다.

문제의 일부는 레이저가 올바른 압력에 도달할 만큼 충분히 공을 압축하지 못하게 하는 여러 가지 복잡한 요소입니다. 예를 들어, 핵융합 반응에 필요한 플라즈마는 매우 불안정합니다.

플라즈마의 점도를 이해하면 과학자들이 자립 핵융합에 대한 장벽 중 일부를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다. 점도는 유체가 흐르는 정도를 측정한 것입니다. 이는 유체 자체 내부의 마찰로 인해 발생합니다. 실험에서 플라즈마의 점성은 에너지를 소산시킵니다. 플라즈마는 에너지를 잃기 때문에 핵융합을 점화할 만큼 뜨거워질 수 없습니다. 점도의 역할을 더 잘 이해할 수 있다면 플라즈마를 더 잘 제어하고 공정을 더 효과적으로 만들 수 있습니다.

점도는 일상적인 액체에서는 상대적으로 측정하기 쉽지만 과열된 수소 공에서는 측정하기가 훨씬 어렵습니다. 이를 위해 로체스터 대학교 레이저 에너지학 연구소와 기계 공학부의 연구원들이 DOE 산하 SLAC 국립 가속기 연구소의 과학자들과 협력하고 있습니다.

이 연구는 또한 지구와 다른 행성들이 어떻게 형성되었는지에 대해 더 많은 것을 밝혀줄 수 있습니다. 융합 실험과 같은 플라스틱으로 만든 표적 외에도 행성의 암석을 모방한 실리카로 만든 표적도 사용합니다.

이러한 실험은 지구의 과거에 대해 많은 것을 밝혀줄 뿐만 아니라 보다 지속 가능한 미래를 가능하게 할 수 있습니다.