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관성가두기(inertial confinement)

작성일 2016-07-19
플라스마를 아주 짧은 시간에 가열하여 고온화시키면 플라스마는 이온의 열속도 vt로 팽창하기 시작하며 플라스마구의 반지름을 a라 하면 가두어 두는 시간 r는 r=a/vt로 볼 수 있다. 플라스마의 밀도가 아주 크고 또 고온이면 팽창하기 시작하는 동안에 핵융합 반응을 충분히 일으켜서 로손조건을 만족시키게 된다. 플라스마 입자수를 N이라 하면 밀도 n은 n=3N/(4 πa³)이고, nr=(3N/4πvt) noname013된다. 따라서 플라스마를 압축(a가 작아짐)하면 초고밀도 플라스마를 만들 수 있다. 그 때문에 중수소와 3중수소로 이루어지는 작은 고체 구형 펠릿을 만들어 주위에서 대출력 레이저광 또는 대출력 입자선을 비추면 그 표면이 가열되어 바깥쪽으로 분출하고 그 반작용으로 내부를 압축한다. 즉, 구면충격파가 내부로 전파되어 고체 펠릿(밀도 ns=4.5×noname04)의 내부를 강하게 압축한다(목표는 10³ns이상의 밀도). 이러한 초고밀도 플라스마의 발생 및 가두어두기의 방법을 관성가두기라고 한다. 이 분야의 연구는 대출력 레이저나 고에너지 대출력 입자(전자·경이온·중이온)빔 발사장치의 발전에 힘입어 급격히 진전하고 있다. 레이저 핵융합로 또는 빔 핵융합로가 실현되기 위해서는 레이저·입자빔 발사장치의 비약적 개량, 빛·빔의 펠릿으로의 접속·흡수·압축·가열기구의 연구, 펠릿의 층구조 설계의 최적화 등 많은 과제가 해결되어야 한다.  
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