인공태양의 상용화는 언제 가능한가요? 어떻게 활용될 수 있나요?

Question

인공태양의 상용화 시기가 궁금하며 그 활용도와 활용방법리 궁금합니다. 살펴보니 우리나라가 높은 수준이라던데 조만간 긍정적 결과를 기대해봐도 될까요?

느긋한칼새269 · Accepted Answer

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.인공태양은 핵융합을 이용하여 태양과 같이 수소를 헬륨으로 바꾸어 에너지를 발생시키는 장치입니다. 인공태양은 지구상에서 가장 많은 에너지를 발생시키는 태양을 모방하여 만들어진 것이며, 매우 안정적인 에너지원으로 인정받고 있습니다.현재 인공태양은 여전히 실험 단계에 있지만, 연구자들은 상용화 가능성에 대해 긍정적인 전망을 제시하고 있습니다. 예상되는 시기는 2040년대가 될 것으로 예상되고 있습니다. 그러나 핵융합 기술 자체가 매우 복잡하고 기술적인 어려움도 많아 상용화 시기는 예측하기 어렵습니다.인공태양이 상용화된다면, 석탄이나 석유와 같은 화석연료를 사용하는 발전소보다 더 안전하고 친환경적인 에너지원으로 사용될 수 있습니다. 또한, 에너지 생산과정에서 발생하는 온실가스도 매우 적으므로 지구 온난화 문제 해결에도 큰 역할을 할 것으로 기대됩니다.인공태양의 발전량이 매우 크기 때문에, 그 활용 방법은 다양할 것으로 예상됩니다. 예를 들어, 인공태양을 이용하여 전기를 생산하여 가정용 전기와 공업용 전기를 생산할 수 있으며, 수소 생산에도 이용될 수 있습니다. 또한, 인공태양을 우주 탐사선 등에 사용하여 우주 비행에 필요한 전기를 생산할 수도 있습니다.

튼튼한라마20 · Answer

현재 인공태양 기술은 연구단계에 있으며 상용화가 언제 가능해질지는 불분명합니다. 인공태양은 핵융합으로 인한 에너지를 생성하는 기술로, 깨끗하고 무한히 사용 가능한 에너지원으로 기대됩니다. 상용화가 이루어지면 전기 생산에 큰 기여를 할 것으로 예상되며, 미래의 에너지 공급 문제를 해결하는 데 도움이 될 것입니다. 현재 우리나라에서도 인공태양 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 긍정적인 결과를 기대할 수 있지만, 상용화는 기술적, 경제적인 문제를 모두 해결해야 하기 때문에 시간이 걸릴 것으로 예상됩니다.

공정한백로247 · Answer

안녕하세요. 과학전문가입니다.인공태양은 핵융합 기술이 핵심입니다. 아직 기초 연구가 일부 성공한 정도입니다. 상용화는 아주 먼 미래에 달성될 겁니다.

말끔한관박쥐166 · Answer

안녕하세요. 문민기 과학전문가입니다.우리나라는 2007년 행융합실험로를 만들어서 인공태양에 대한 연구가 계속 진행중인데 현재는 텅스텐 갑옷을 입히는 작업이 진행중에 있습니다. 이 장치는 에너지 효율이 원전보다 3배높고 탄소나 고준위 방사성 폐기물도 발생하지 않아 지상의 태양 혹은 인공태양이라고 불립니다.이 인공태양은 아직도 개발중에 있는데 아직까지는 상용화에 시간이 많이 소요될 것으로 보이네요. 현재의 기술은 한국은 5분간 1억도 유지를 위한 도전중에 있으며 올해안에 1억도 50초 유지, 그리고 2024년에는 100초 유지가 목표입니다.세계적으로 보자면 지난 해에는 미국 국립연구소가 핵융합 반응 실험에서 2.05MJ을 투입해 3.15MJ을 얻는데 성공했는데 이 실험이 가져다준 의의는 생산된 에너지 양자체는 작지만 핵융합 발전의 가능성을 보여준 것입니다.핵융합기술이 한가지만 있는건 아닌데 미국의 연구소 같은 경우에는 중수소와 삼중수소가 담긴 용기에 거대 레이저를 쏘아서 핵융합을 일으키는 레이저 방식이라면 우리나라는 1억도 이상의 초고온 플라스마를 강력한 자기장으로 가두는 토카막방식입니다. 이 토카막은 플라스마를 가두는 원형 도넛 모양의 진공 용기라고 보면 됩니다. 작성자분이 궁금해하시는 우리나라의 핵융합기술이 높은 수준이라는건 이 토카막 방식인데 우리나라의 토카막 핵융합 방식은 그 부분에서 세계 최고입니다. 2018년 플라스마 온도 1억도를 달성했고, 2020년 20초 연속 운전에 성공했으며 2021년에는 30초에 도달하여 아마도 시간이 흐른후에 5분이사우 유지 운전이 가능하다고 보고 있습니다.핵융합 상용화의 정확한 기간이 산출되는 것도 아니고 상용화에 긴 시간이 필요하겠지만 계획으로는 2050년 대용량 전력생산을 기대하는 중인데 기술 패권 경쟁을 위해서도 이 부분에서는 많은 지원이 있지 않을까하네요.

하얀도화지113 · Answer

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.인공 태양이란, 핵융합으로 인한 에너지를 발생시켜 태양과 비슷한 열과 광원을 만들어내는 장치를 말합니다. 인공 태양은 매우 높은 온도와 압력에서 수소를 핵융합시켜 헬륨과 엄청난 양의 에너지를 발생시킵니다.현재 인공 태양은 아직 실험적인 단계이며, 상용화되기까지는 시간이 걸릴 것으로 예상됩니다. 인공 태양은 고온·고밀도 플라즈마로 제어하기가 매우 어렵고, 핵융합 반응에 필요한 에너지를 효율적으로 공급하고 유지하기가 어려워 상용화에는 기술적인 한계와 많은 도전이 존재합니다.하지만 인공 태양이 상용화되면, 전기 생산에 매우 유용하게 활용될 수 있습니다. 인공 태양은 연료로 수소를 사용하기 때문에 이를 연료 전환의 방향으로 활용하여 친환경적인 전력 생산에 기여할 수 있습니다. 또한 인공 태양은 매우 강력한 광원을 발생시키므로, 다양한 산업 분야에서 활용될 수 있습니다. 예를 들어, 인공 태양은 레이저를 대체하여 우주 탐사, 자동차 조명, 의료 기기 등에 사용될 수 있습니다.물론, 인공 태양이 상용화될 때까지는 많은 기술적인 어려움과 함께 많은 노력이 필요할 것입니다. 하지만 인공 태양의 잠재적인 활용 분야는 매우 많으며, 상용화가 이루어진다면 인류에게 많은 혜택을 제공할 것으로 예상됩니다.

토목공학

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인공태양의 상용화는 언제 가능한가요? 어떻게 활용될 수 있나요?