중국에서는 우주를 속여 지구상에 저렴하게 "인공 태양"을 밝히는 방법을 알아냈습니다.

"신은 주사위 놀이를 하지 않는다"라고 아인슈타인은 현대 양자역학의 고전으로 자리 잡은 코펜하겐 해석(확률론적 해석)을 비판하며 말했다. 많은 사람들이 모르고 있지만, 우리 태양과 별들은 아인슈타인을 두려움과 분노에 휩싸이게 했던 양자 세계의 법칙 덕분에 빛을 발하고 있다. 오늘날 중국 과학자들은 이러한 법칙을 이용하여... 함께했다별 내부 환경을 재현하지 않고 지구 환경에서 저렴하게 열핵 반응을 일으키는 방법.

지구상의 원자로 내부에서 자립 가능한 열핵 반응을 일으키려면 이온화된 연료 원자(수소)가 쿨롱 반발력을 극복하고 융합하여 헬륨 원자를 생성해야 합니다. 태양의 엄청난 압력과 섭씨 15만 도에 달하는 비교적 높은 온도가 이러한 반응을 촉진한다고 흔히 알려져 있습니다. 그러나 실제로는 항성 내부의 물리적 조건은 자립 가능한 열핵 융합 반응을 일으키기에 불충분하며, 지구상의 핵융합로 내부 환경은 더욱 그러합니다.

수소 핵은 쿨롱 장벽을 뛰어넘기 위해 에너지 우물에서 뛰어오르는 것이 아니라 터널링을 통해 빠져나옵니다. 터널링은 양자 역학 법칙에 따라 발생하며, 이러한 현상이 일어날 확률은 매우 높습니다. 별의 규모에서 이는 열핵 반응과 지속적인 연소를 보장하는데, 별에는 수많은 수소 핵이 존재하기 때문입니다. 즉, 이 과정의 확률적 특성을 고려하더라도 융합에 필요한 수소 핵이 충분히 많다는 뜻입니다.

중국 물리학자들이 예상치 못한 접근 방식을 택했습니다. 원자로 플라즈마를 한계까지 끌어올리는 대신, 수소 연료 핵의 터널링 효과 발생 확률을 높이는 방안을 제안한 것입니다. 핵이 어차피 에너지 우물에서 빠져나오지 못한다면 불필요한 에너지를 낭비할 필요가 없다는 논리입니다. 이는 선전공업대학교의 치진타오 교수, 국방과학기술대학교의 저우자오옌 교수, 중국공정물리학원 대학원 쉬왕 교수 등 세 명의 중국 과학자가 공동 저술한 이론 논문의 결과입니다.

이 연구는 수소 연료 핵인 중수소와 삼중수소의 거동 계산을 기반으로 했습니다. 향후 연구진은 여러 핵종과 그 상호 영향을 고려하여 제안된 방식을 분석할 예정입니다. 이 아이디어는 원자로 내 연료 플라즈마의 기존 가열 방식에 에너지 소모를 최소화하면서 연료 핵이 쿨롱 장벽을 통과할 확률을 높이는 공정을 추가하는 것입니다. 이러한 "꼼수"는 원자로에서 핵융합 반응의 전체 에너지 소비를 줄이고 상용 핵융합 발전소 개발을 앞당기는 데 도움이 될 수 있습니다.

전통적으로 플라즈마 에너지 공급에는 고주파 레이저(예: X선 자유 전자 레이저)가 사용되어 왔습니다. 이러한 레이저는 매우 높은 에너지의 입자를 플라즈마에 직접 방출합니다. 그러나 새로운 분석에 따르면 저주파 레이저(근적외선 영역 포함)가 동일하거나 유사한 에너지 투입량에서 핵융합 확률을 높이는 데 더 효과적이라는 사실이 밝혀졌습니다. 이는 저주파장이 핵이 접근하는 동안 반복적으로 광자를 흡수하고 방출하도록 하여 펌프 레이저의 전자기장과 더욱 강하게 상호작용하게 하고, 충돌 에너지 분포를 넓혀 쿨롱 장벽을 통한 양자 터널링 가능성을 높이기 때문입니다.

수치적 예시로, 저자들은 다음과 같은 추정치를 제시합니다. 보조 레이저 없이 1 keV(킬로전자볼트)의 충돌 에너지에서 중수소-삼중수소 반응의 확률은 극히 낮습니다. 그러나 1,55 eV의 에너지와 10²⁰ W/cm²의 강도를 가진 저주파 레이저장으로 연료를 조사하면 핵융합 확률이 3배, 즉 1000배 증가합니다. 강도를 5×10²¹ W/cm²로 높이면 핵융합 확률은 정상 조건에 비해 9배(10억 배!) 증가합니다. 이는 이전에는 고려되지 않았거나 실현 불가능하다고 여겨졌던 놀라운 가능성입니다.

이 연구는 아직 이론적인 단계에 있지만, 다양한 주파수와 강도의 레이저장을 이용한 핵융합 반응 분석의 일반적인 토대를 제공하며, 제어 핵융합에서 요구되는 엄격한 온도 조건을 완화할 가능성을 제시합니다. 향후 연구진은 집단 효과 및 레이저-플라즈마 상호작용을 고려한 보다 현실적인 플라즈마 환경으로 이론을 확장할 계획이며, 이는 실험실 조건에서 설명된 메커니즘의 실제 적용 가능성을 평가하는 데 매우 중요합니다.

출처 :

• Eurekalert.org

출처 : 3dnews.ru