퓨전 파워: 핵융합 반응의 열을 이용하여 전기를 생산

By Fouad Sabry

퓨전파워란?

융합 발전은 핵융합 과정에서 발생하는 열을 이용하여 전기를 생산하는 일종의 발전 방식으로 최근 제안되고 있습니다. 핵융합 과정에서 두 개의 가벼운 원자핵이 결합하여 더 무거운 원자핵 하나를 생성하며, 이 과정에서 에너지가 방출됩니다. 핵융합 원자로는 핵융합 반응에서 에너지를 추출하도록 제작된 기계입니다.

혜택을 받는 방법

(I) 다음에 대한 통찰력 및 검증 주제:

1장: 핵융합

2장: 핵융합

3장: 토카막

4장: 열핵융합

5장: 핵융합 로켓

6장: 관성 구속 핵융합

7장: 핵융합 타임라인

8장: ITER

9장: 토카막 핵융합 시험로

10장: 무중성자 핵융합

11장: 핵융합 에너지 획득 계수

12장: 자기 감금 핵융합

13장: 데모 발전소

14장: 관성 핵융합 발전소

15장: 자화 표적 융합

16장: 핵융합-분열 하이브리드

17장: 자기 라이너 관성 융합

18장: 플라즈마 대향 물질

19장: 레이저 관성 융합 에너지

20장: 중국 융합 공학 테 st 원자로

21장: 핵융합의 역사

(II) 핵융합 발전에 대한 대중의 주요 질문에 답합니다.

(III) 많은 분야에서 융합 전력을 사용하는 실제 사례.

(IV) 부록 17개로 산업별 신기술 266개를 간략하게 설명하여 융합에너지 기술을 360도로 이해할 수 있도록 함.

이 책의 대상

전문가, 학부생 및 대학원생, 애호가, 애호가 및 모든 종류의 융합 능력에 대한 기본 지식이나 정보를 넘어서고 싶은 사람들.

• Language: 한국어
• Publisher: 10 억 지식이 걸립니다 [Korean]
• Release date: Dec 19, 2022

Book preview

저작권

퓨전 파워 저작권 © 2022 푸아드 사브리. 모든 권리 보유.

모든 권리 보유. 이 책의 어떤 부분도 저자의 서면 허가 없이 정보 저장 및 검색 시스템을 포함한 전자적 또는 기계적 수단으로 어떤 형태나 형태로도 복제할 수 없습니다. 유일한 예외는 리뷰에서 짧은 발췌문을 인용 할 수있는 리뷰어에 의한 것입니다.

표지는 푸아드 사브리가 디자인했습니다.

이 책은 픽션 작품입니다. 이름, 인물, 장소 및 사건은 저자의 상상력의 산물이거나 허구로 사용됩니다. 실제 사람, 산 사람이나 죽은 사람, 사건 또는 지역과의 유사성은 전적으로 우연의 일치입니다.

보너스

[e-mail] 로 핵융합 발전: 핵융합 반응에서 열을 사용하여 전기 생성이라는 제목의 이메일을 보내면 이 책의 처음 몇 장이 포함된 이메일을 받게 됩니다.

푸아드 사브리

1BK 웹 사이트 방문

www.1BKOfficial.org

머리말

나는 왜 이 책을 썼을까?

이 책을 쓰는 이야기는 1989 년 중등 학교 학생이었을 때 시작되었습니다.

그것은 현재 많은 선진국에서 이용할 수 있는 STEM(과학, 기술, 공학 및 수학) 학교와 매우 유사합니다.

STEM은 학제 간 및 응용 접근 방식으로 과학, 기술, 공학 및 수학의 네 가지 특정 분야에서 학생들을 교육한다는 아이디어에 기반한 커리큘럼입니다. 이 용어는 일반적으로 학교의 교육 정책 또는 커리큘럼 선택을 다루는 데 사용됩니다. 인력 개발, 국가 안보 문제 및 이민 정책에 영향을 미칩니다.

도서관에는 매주 수업이 있었는데, 각 학생은 자유롭게 책을 선택하고 1 시간 동안 읽을 수 있습니다. 수업의 목적은 학생들이 교육 커리큘럼 이외의 과목을 읽도록 격려하는 것입니다.

도서관에서 선반에있는 책을 보면서 5 부로 총 5,000 페이지의 거대한 책을 발견했습니다. 책 이름은 기술 백과 사전으로, 우리 주변의 모든 것을 설명하고, 반도체에 절대 제로, 그 당시 거의 모든 기술은 다채로운 삽화와 간단한 단어로 설명되었습니다. 나는 백과 사전을 읽기 시작했고, 물론 매주 1 시간 수업에서 그것을 끝낼 수 없었다.

그래서 나는 아버지에게 백과사전을 사도록 설득했습니다. 아버지는 제 인생의 시작에서 모든 기술 도구, 최초의 컴퓨터 및 최초의 기술 백과 사전을 구입했으며 둘 다 저와 제 경력에 큰 영향을 미쳤습니다.

나는 올해 같은 여름 방학에 전체 백과 사전을 마쳤고, 우주가 어떻게 작동하는지, 그리고 그 지식을 일상적인 문제에 적용하는 방법을보기 시작했습니다.

기술에 대한 저의 열정은 30 년 전에 시작되었으며 여전히 여정은 계속되고 있습니다.

이 책은 신흥 기술 백과 사전의 일부로, 독자들에게 내가 고등학교 때와 같은 놀라운 경험을 제공하려는 시도이지만, 20세기 기술 대신 21 세기 신흥 기술, 응용 프로그램 및 산업 솔루션에 더 관심이 있습니다.

신흥 기술 백과 사전은 365 권의 책으로 구성되며 각 책은 하나의 신흥 기술에 초점을 맞출 것입니다. 신흥 기술 목록과 산업별 분류는 책 끝에 있는 출시 예정 부분에서 읽을 수 있습니다.

365 권의 책은 독자들에게 1 년 동안 매일 하나의 신흥 기술에 대한 지식을 높일 수있는 기회를 제공합니다.

소개

이 책은 어떻게 썼습니까?

신흥 기술 백과 사전의 모든 책에서 나는 사람들의 마음에서 직접 즉각적이고 생생한 검색 통찰력을 얻으려고 노력하고 있으며 신흥 기술에 대한 질문에 답하려고 노력하고 있습니다.

매일 30억 건의 Google 검색이 이루어지며 그 중 20%는 이전에 본 적이 없습니다. 그들은 사람들의 생각에 직접적인 라인과 같습니다.

때로는 '용지 걸림을 제거하는 방법'입니다. 다른 경우에는 감히 Google과 공유 할 수있는 끔찍한 두려움과 은밀한 갈망입니다.

Fusion Power에 대한 콘텐츠 아이디어의 미개척 금광을 발견하기 위해 많은 도구를 사용하여 Google과 같은 검색 엔진의 자동 완성 데이터를 듣고 사람들이 Fusion Power라는 키워드를 중심으로 묻는 모든 유용한 문구와 질문을 신속하게 처리합니다.

그것은 사람들의 통찰력의 금광이며, 신선하고 매우 유용한 콘텐츠, 제품 및 서비스를 만드는 데 사용할 수 있습니다. 당신과 같은 친절한 사람들은 정말로 원합니다.

사람 검색은 인간의 정신에 대해 수집 된 가장 중요한 데이터 세트입니다. 따라서이 책은 라이브 제품이며, 당신과 나와 같은 사람들이 묻는 Fusion Power에 대한 새로운 질문에 대한 점점 더 많은 답변으로 지속적으로 업데이트되며,이 새로운 신흥 기술에 대해 궁금해하고 그것에 대해 더 알고 싶습니다.

이 책을 쓰는 접근 방식은 사람들이 Fusion Power를 검색하는 방법에 대한 더 깊은 수준의 이해를 얻고, 반드시 내 머리 꼭대기에서 생각하지 않을 질문과 질문을 드러내고, 이러한 질문에 매우 쉽고 소화하기 쉬운 단어로 대답하고, 책을 직접 탐색하는 것입니다.

그래서이 책을 쓸 때 가능한 한 최적화되고 타겟팅되도록했습니다. 이 책의 목적은 사람들이 융합 전력에 대한 지식을 더 잘 이해하고 성장하도록 돕는 것입니다. 나는 사람들의 질문에 가능한 한 가깝게 대답하고 더 많은 것을 보여 주려고 노력하고 있습니다.

사람들이 가지고 있는 질문과 문제를 탐구하고 직접 답변하고 책의 내용에 통찰력, 검증 및 창의성(피치 및 제안까지)을 추가하는 환상적이고 아름다운 방법입니다. 이 책은 풍부하고 덜 혼잡하며 때로는 놀라운 연구 요구 영역을 밝혀냅니다. 이 접근법을 사용하여 책을 읽은 후 잠재적 인 독자의 마음에 대한 지식을 증가시킬 것으로 기대된다는 것은 의심의 여지가 없습니다.

나는이 책의 내용을 항상 신선하게 만들기 위해 독특한 접근법을 적용했다. 이 접근 방식은 검색 청취 도구를 사용하여 사람들의 마음을 듣는 것에 달려 있습니다. 이 접근 방식은 다음을 수행하는 데 도움이되었습니다.

독자가 있는 곳에서 정확히 만나면 화음을 울리고 주제에 대한 이해를 높이는 관련 콘텐츠를 만들 수 있습니다.

사람들이 이 새로운 기술에 대해 새로운 방식으로 이야기할 때 업데이트를 받고 시간 경과에 따른 추세를 모니터링할 수 있도록 손가락을 단단히 고정하십시오.

숨겨진 질문의 보물을 발견하려면 콘텐츠의 관련성을 높이고 승리의 우위를 제공하는 예상치 못한 통찰력과 숨겨진 틈새 시장을 발견하기 위해 새로운 기술에 대한 답변이 필요합니다.

이 책을 쓰기 위한 빌딩 블록에는 다음이 포함됩니다.

(1) 나는 독자들이 원하는 내용에 대한 직감과 추측에 시간을 낭비하지 않고 사람들이 필요로하는 것으로 책 내용을 채우고 추측을 바탕으로 끝없는 내용 아이디어에 작별 인사를했다.

(2) 나는 사람들이 읽고 싶어하고 알고 싶어하는 것을 실시간으로 맨 앞줄에 앉히고 검색 데이터를 사용하여 포함 할 주제와 제외 할 주제에 대한 대담한 결정을 내리기 위해 확고한 결정을 내리고 위험을 줄였습니다.

(3) 콘텐츠 제작을 간소화하여 며칠, 심지어 몇 주의 시간을 절약하기 위해 개별 의견을 수동으로 조사할 필요 없이 콘텐츠 아이디어를 식별했습니다.

사람들이 질문에 대답함으로써 직접적인 방법으로 지식을 늘리도록 돕는 것은 멋진 일입니다.

이 책을 쓰는 접근 방식은 검색 엔진에서 독자가 묻는 중요한 질문을 추적하고 추적하기 때문에 독특하다고 생각합니다.

승인을

책을 쓰는 것은 내가 생각했던 것보다 어렵고 내가 상상할 수 있었던 것보다 더 보람이 있습니다. 이 중 어느 것도 권위있는 연구자들이 완료 한 작업 없이는 불가능했을 것이며,이 신흥 기술에 대한 대중의 지식을 높이기위한 그들의 노력을 인정하고 싶습니다.

헌신

깨달은 사람들, 사물을 다르게 보고 세상이 더 나아지기를 바라는 사람들에게 그들은 현상 유지나 기존 국가를 좋아하지 않습니다. 당신은 그들과 너무 많이 동의하지 않을 수 있고, 그들과 더 논쟁 할 수 있지만, 당신은 그들을 무시할 수 없으며, 항상 사물을 바꾸기 때문에 과소 평가할 수 없습니다 ... 그들은 인류를 앞으로 나아가게 하고, 어떤 사람들은 그들을 미친 사람이나 아마추어로 볼 수 있지만, 다른 사람들은 천재와 혁신가를 봅니다.

제사

핵융합발전은 핵융합과정에서 생산된 열을 이용하여 전기를 생산하는 최근 몇 년 동안 제안된 일종의 전력 생산입니다. 핵융합 과정에서 두 개의 더 가벼운 원자핵이 결합하여 하나의 더 무거운 원자핵을 생성하고 이는 또한 에너지 방출을 초래합니다. 핵융합로는 핵융합 반응에서 에너지를 추출하기 위해 만들어진 기계입니다.

목차

저작권

보너스

머리말

소개

승인을

헌신

제사

목차

1장: 핵융합 발전

챕터 2: 핵융합

제 3 장 : 토카막

챕터 4: 열핵융합

제 5 장: 핵융합 로켓

챕터 6: 관성 감금 융합

제 7 장 : 핵융합의 타임 라인

제 8 장: ITER

챕터 9: 관성 정전기 감금

제 10 장 : 토카막 핵융합 시험로

챕터 11: 이뉴트로닉 퓨전

챕터 12: 핵융합 에너지 이득 계수

챕터 13: 자기 감금 융합

14장: 관성 핵융합 발전소

챕터 15: 자화된 표적 융합

챕터 16: 핵융합 핵분열 하이브리드

17장: 자화 라이너 관성 융합

챕터 18: 플라즈마 대면 물질

19장: 레이저 관성 핵융합 에너지

제 20 장 : 중국 핵융합 공학 시험 원자로

제 21 장: 핵융합의 역사

후기

저자에 관하여

개봉박두

부록: 각 산업의 신기술

1장: 핵융합 발전

핵융합발전은 핵융합과정에서 생산된 열을 이용하여 전기를 생산하는 최근 몇 년 동안 제안된 일종의 전력 생산입니다. 핵융합 과정에서 두 개의 더 가벼운 원자핵이 결합하여 하나의 더 무거운 원자핵을 생성하고 이는 또한 에너지 방출을 초래합니다. 핵융합로는 이 에너지를 활용하기 위한 기계에 부여된 이름입니다.

융합에 도움이 되는 플라즈마를 생성하려면 핵융합 절차에 연료가 있어야 하며 필요한 온도, 압력 및 환경이 제한된 시간이 있는 밀폐된 환경이 있어야 합니다. Lawson 기준은 전기를 생성하는 시스템을 만드는 이러한 매개 변수의 특정 조합을 나타냅니다. 수소는 별에서 발견되는 가장 널리 퍼진 종류의 연료이며, 중력은 핵융합 에너지 생성에 필요한 조건을 달성하는 데 필요한 예외적으로 긴 감금 기간을 허용합니다. 중수소 및 삼중 수소와 같은 중수소 동위 원소 (특히 둘의 혼합물)는 가장 일반적인 수소 동위 원소 인 프로톤 (protium)보다 더 쉽게 반응하기 때문에 제안 된 핵융합로는 일반적으로 이러한 중수소 동위 원소를 사용합니다. 이를 통해 덜 엄격한 조건에서 작동하면서 Lawson 기준의 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 대부분의 설계는 연료를 대략 1 억 도의 온도로 가열하려고 노력하며, 이는 좋은 설계를 개발하는 과정에서 상당한 장애물을 제공합니다.

핵융합은 전기 공급원이 될 때 핵분열에 비해 많은 이점을 가질 것으로 예상됩니다. 여기에는 발전소 운영 중 방사능 감소, 고준위 핵폐기물 양 감소, 안전 수준 향상, 풍부한 연료 공급이 포함됩니다. 그러나 실용적이고 비용 효율적인 방식으로 온도, 압력 및 시간의 필수 조합을 달성하는 것은 어려운 것으로 밝혀졌습니다. 1940 년대에는 핵융합로에 대한 연구가 시작되었습니다. 그러나 오늘날까지 어떤 설계도 전력 입력보다 큰 융합 전력 출력을 달성할 수 없었습니다. 반응 전반에 걸쳐 생성되는 중성자를 관리하는 것은 빈번한 반응에 영향을 미치는 두 번째 어려움입니다. 반응 챔버 내부에서 발견되는 많은 구성 요소를 구성하는 데 사용되는 이러한 중성자는 시간이 지남에 따라 악화됩니다.

융합에 관심이있는 연구자들은 여러 가지 감금 아이디어를 살펴 보았습니다. 처음에는 z-핀치, 스텔라레이터 및 자기 거울의 세 가지 기본 시스템에 중점을 두었습니다. 토카막과 레이저에 의한 관성 감금 (ICF)은 현재 선두에있는 두 가지 디자인입니다. 프랑스의 ITER 토카막과 미국의 NIF(National Ignition Facility) 레이저는 현재 이 두 가지 개념을 모두 조사하고 있는 초대형 연구 프로젝트의 두 가지 예입니다. 연구원들은 또한 더 비용 효율적인 디자인을 찾을 수 있는지 알아보기 위해 다양한 디자인을 살펴보고 있습니다. 이러한 가능성 중에서 자기 표적 융합 및 관성 정전기 감금뿐만 아니라 새로운 버전의 스텔라레이터에 대한 관심이 증가하고 있습니다.

두 개 이상의 원자핵이 오랜 시간 동안 서로 충분히 가깝게 만나면 핵을 끌어당기는 핵인력이 그들을 밀어내는 정전기력보다 강하기 때문에 융합 과정이 일어날 수 있습니다. 그 결과 더 무거운 핵이 생성됩니다. 이 과정은 흡열 성이며, 이는 철 -56보다 무거운 핵에 대해 더 많은 에너지가 발생해야한다는 것을 의미합니다. 철보다 큰 무거운 핵은 양성자 수가 훨씬 많아 반발력이 강합니다. 질량이 철 -56보다 작은 핵이 결합하면 발열 사건이 발생하여 에너지가 방출됩니다. 수소의 핵에는 단일 양성자만 포함되어 있기 때문에 수소핵과 융합을 달성하려면 최소한의 작업이 필요하고 순 에너지 생산량이 가장 많습니다. 수소는 원자가 껍질에 전자가 하나만 있기 때문에 완전히 이온화하는 가장 간단한 연료입니다.

핵 사이의 반발적인 정전기력은 더 먼 거리에서 작용하지만 강한 힘은 매우 작은 거리(최대 하나의 펨토미터, 하나의 양성자 또는 중성자의 직경)에서만 작용합니다. 융합이 일어나기 위해서는 연료 원자에 충분한 양의 운동 에너지가 제공되어 강한 힘이 그들 사이에 존재하는 정전기 반발력을 이길 수있을만큼 충분히 가깝게 서로 접근 할 수 있어야합니다. 쿨롱 장벽은 연료 원자를 충분히 가깝게 만들기 위해 존재해야하는 운동 에너지의 양을 나타냅니다. 이 에너지를 제공하는 것은 입자 가속기에서 원자를 가속하거나 매우 높은 온도에 노출시킴으로써 여러 가지 방법으로 달성 될 수 있습니다.

원자의 온도가 이온화 에너지보다 높은 수준으로 올라가면 전자가 제거되어 핵만 남게 됩니다. 이온화는이 과정에 주어진 이름이고 이온은 결과적으로 생성되는 핵에 주어진 이름입니다. 플라즈마는이 과정의 산물에 부여 된 이름으로, 한때 연결된 이온과 자유 전자의 가열 된 구름입니다. 플라즈마는 플라즈마를 구성하는 전하의 분리로 인해 전기 전도성이 있고 자기적으로 조정 가능합니다. 입자가 가열될 때 입자를 포함하기 위해 여러 융합 장치가 이 특성을 사용합니다.

σ로 표시된 반응의 단면적은 융합 반응이 일어날 가능성을 결정합니다.

이것은 서로에 대한 두 핵의 속도에 따라 달라집니다.

대부분의 경우 상대 속도가 높을수록 가능성이 높아지지만 정말 높은 에너지에 도달하면 기회가 다시 줄어들기 시작합니다.

P_{\text{fusion}}=n_{A}n_{B}\langle \sigma v_{A,B}\rangle E_{\text{fusion}}

어디:

P_{\text{fusion}} 시간과 부피 모두에서 융합에 의해 만들어진 에너지입니다.

n은 부피에 존재하는 입자의 종 A 또는 B로 환산 한 수치 밀도를 나타냅니다.

\langle \sigma v_{A,B}\rangle 는 두 종의 모든 속도에 대한 평균으로 계산된 반응의 단면입니다.

E_{\text{fusion}} 그 핵융합 반응에 의해 방출되는 에너지입니다.

Lawson 기준은 주어진 연료에서 생성되는 에너지의 양이 온도, 밀도 및 충돌 속도와 같은 요인에 따라 어떻게 변하는 지 보여줍니다. 이 방정식은 가열 된 플라즈마를 사용하여 융합이 어떻게 달성 될 수 있는지에 대한 John Lawson의 조사에서 중요한 역할을했습니다. Lawson은 아래에 표시된 것처럼 에너지 균형이있을 것이라고 가정했습니다.

P_\text{out} = \eta_\text{capture}\left(P_\text{fusion} - P_\text{conduction} - P_\text{radiation}\right)

어디:

P_{{\text{out}}} 는 융합의 순 전력입니다.

{\displaystyle \eta _{\text{capture}}} 는 융합의 출력을 캡처하는 효율성입니다.

P_{\text{fusion}} 는 핵융합 반응에 의해 생성되는 에너지의 비율입니다.

{\displaystyle P_{\text{conduction}}} 는 에너지 질량이 플라즈마를 떠날 때의 전도 손실입니다.

{\displaystyle P_{\text{radiation}}} 는 에너지가 빛으로 남을 때의 방사선 손실입니다.

전도와 방사선은 모두 플라즈마 구름의 에너지 고갈에 기여합니다. 이온, 전자 또는 중성이 다른 물질(일반적으로 장치의 표면)과 충돌하고 운동 에너지의 일부를 다른 원자로 전달할 때 이 과정을 전도라고 합니다. 빛의 형태로 구름을 빠져 나가는 에너지를 방사선이라고합니다. 온도는 방사선과 양의 상관 관계가 있습니다. 이러한 손실은 핵융합 전력 시스템이 극복할 수 있어야 하는 것입니다.

Lawson 기준에 따르면 열화 및 준 중성 플라즈마를 유지하는 장치는 장치에 의해 손실되는 에너지의 양을 보상하기에 충분한 에너지를 제공해야합니다. 온도, 결과적으로 입자당 기준 반응 속도, 해당 부피 내 입자의 밀도, 마지막으로 에너지가 부피 내에 머무르는 시간인 구속 시간은 모두 특정 부피에서 방출되는 에너지의 총량을 결정하는 역할을 합니다. 감금 시간은 다른 변수를 해결 한 후에도 남아있는 주요 관심사였습니다. 강렬한 자기장을받는 플라즈마는 다양한 고유 불안정성에 취약하며, 실용적인 지속 시간을 달성하기 위해 억제해야합니다. 고전적인 확산의 결과로 발생하는 누출 속도는 원자로의 용량을 증가시킴으로써 느려질 수 있으며, 이는이 목표를 달성하기위한 한 가지 방법입니다. 이것이 ITER이 방대한 이유입니다.

대조적으로, 관성 감금 시스템은 다른 유형의 시스템보다 더 큰 밀도와 더 짧은 감금 간격을 가짐으로써 바람직한 3 배 제품 값에 도달합니다. NIF의 초기 동결 수소 연료 부하는 물보다 밀도가 낮으며이 밀도는 납의 약 100 배로 증가합니다. 이러한 상황에서 융합 속도는 너무 빨라서 반응에 의해 생성 된 열이 연료를 분해하는 데 걸리는 마이크로 초 내에 연료가 융합됩니다. 즉, 융합 속도는 연료가 폭발하는 속도보다 빠릅니다. NIF도 마찬가지로 다소 방대하지만 이것은 융합 과정의 본질적인 속성이 아닙니다. 오히려 드라이버의 디자인 때문입니다.

융합에 의해 생성되는 에너지를 수집하는 방법에 대해 다양한 아이디어가 떠올랐습니다. 첫 번째 단계는 단순히 액체를 가열하는 것입니다. 널리 표적화되는 D-T 반응은 빠르게 움직이는 중성자로서 에너지의 상당 부분을 방출하는 역할을합니다. 전하가 없는 중성자는 전하가 없기 때문에 감금 시스템의 영향을 받지 않습니다. 대부분의 설계에서, 그것은 반응기의 핵심을 감싸는 리튬의 실질적인 블랭킷내부에 포함되어 있습니다. 에너지가 높은 중성자가 담요에 부딪히면 가열됩니다. 그 후, 작동 유체로 능동 냉각을 거쳐 전기를 생성하는 터빈을 회전시킵니다.

핵분열-핵융합 하이브리드로 알려진 또 다른 제안은 중성자가 방사성 폐기물 담요 내부에서 핵분열 연료를 번식시키는 데 사용될 것이라는 제안이 제시되었습니다. 이 디자인이 발표되었습니다. 이러한 시스템에서는 핵분열 사건으로 인해 전력 생산이 증가하고 기존 핵분열로에서 발견되는 것과 유사한 방법을 사용하여 전력을 수확합니다.

이온화 된 가스는 플라즈마로 알려져 있으며 전기를 운반 할 수 있습니다. 융합 과정은 다음과 같은 여러 플라즈마 기능을 사용합니다.

자발적으로 조직되는 플라즈마는 전기력과 자기력의 좋은 전도체입니다. 그것의 움직임은 차례로 그것을 제한 할 수있는 필드를 만듭니다.

반자성 플라즈마는 내부에서 자체 자기장을 생성 할 수 있습니다. 이로 인해 외부에서 인가되는 자기장을 반자성으로 만들 수 있습니다.

자기 거울은 플라즈마가 저밀도 필드에서 고밀도 필드로 이동할 때 플라즈마를 반사 할 수 있습니다. :24

토코막 기반 반응기는 심층 강화 학습 시스템에 의해 제어될 수 있는 것으로 나타났습니다. 인공 지능은 자기 코일을 조작하여 플라즈마를 제어 할 수있었습니다. 시스템이 항상 원하는 동작을 나타내도록 시스템을 지속적으로 조정했습니다(단계 기반 시스템보다 더 복잡함). 2014년에는 캘리포니아에 위치한 융합 기업인 TAE Technologies와 Google이 협력하여 JET(Joint European Torus)를 관리하고 플라즈마의 동작을 예측하기 시작했습니다. 이 외에도 딥마인드는 JET를 이용한 제어 시스템을 구축했다.

토카막은 가장 많은 자금과 가장 많은 발전을받은 방법입니다. 내부 전류를 사용하여이 기술은 모든면이 자기장으로 둘러싸인 토러스 내부의 고온 플라즈마를 회전시킵니다. ITER은 건설이 완료되면 세계에서 가장 큰 토카막이 될 것입니다. 2018 년 9 월 현재 총 226 개의 실험용 토카막이 계획 단계에 있거나 해체되었거나 활발히 운영되고있을 것으로 예상됩니다 (50).

구형 토카막의 또 다른 이름은 구형 토러스입니다. 디자인의 변형 인 토카막의 구형 버전입니다.

용융 플라즈마의 꼬인 고리가 스텔라 레이터를 구성합니다. 외부 자석을 사용하여 스텔라레이터는 플라즈마의 자연 감기 과정을 시뮬레이션하기 위해 노력합니다. 1950년, 라이먼 스피처(Lyman Spitzer)는 스텔라레이터에 대한 아이디어를 내놓았고, 이는 나중에 토르사트론, 헬리오트론, 헬리악, 헬리아스의 네 가지 디자인으로 성장했습니다. 그러한 예 중 하나는 Wendelstein 7-X로 알려진 독일 가제트입니다. 그것은 지구 전체에서 가장 큰 별입니다.

내부 링 스텔라레이터는 외부 자석을 사용하여 꼬인 플라즈마를 생성하는 반면 토카막은 플라즈마 자체에 전류를 유도하여 이를 수행합니다. 이 트위스트는 플라즈마에 도체를 포함하는 몇 가지 다른 종류의 설계에 의해 제공됩니다. 초기 시뮬레이션은 플라즈마와 도체 지지대 사이의 충돌이 융합 과정이 보충 할 수있는 속도보다 더 큰 속도로 에너지를 고갈시킬 것이라고 제안했습니다. 원자로 챔버 내에서 자기 부상하는 고체 초전도 원환체는 공중 부양 쌍극자 실험 (LDX)과 같은 현대 변형에 사용됩니다.

1960년대에 리처드 F. 포스트가 이끄는 로렌스 리버모어 국립 연구소의 과학자들은 자기 거울을 개발했습니다. 그럼에도 불구하고 1970년대에 수행된 추정치는 이것이 상업적 환경에서 도움이 될 가능성이 매우 낮다고 예상했습니다.

울퉁불퉁 한 원환 체는 종단 간 구성의 토 로이드 링에 여러 개의 자기 거울을 배치하여 생성됩니다. 하나의 거울에서 빠져 나가는 연료 이온이 인접한 거울에 포함되어 있기 때문에 손실없이 플라즈마 압력을 임의의 높은 수준으로 올릴 수 있습니다. 1970년대에 오크리지 국립 연구소(ORNL)는 ELMO Bumpy Torus 또는 EBT로 알려진 실험 시설의 건설 및 테스트를 담당했습니다.

이 장치는 필드 반전 구성을 사용하여 자체 구성된 준안정 구조로 플라즈마를 캡처합니다. 이 구성에서 입자의 움직임은 내부 자기장을 생성하여 이후에 스스로를 트랩합니다.

플라즈마 자체의 자체 생성 자기장을 이용하여 생성되는 반안정 플라즈마 구조를 구형이라고 합니다. 이 구조는 필드 반전 구성과 매우 유사합니다. 필드 반전 구성에는 폴로이드 필드와 토로이드 필드가 모두 있는 spheromak과 달리 토로이달 필드가 없습니다.

반대 필드가 있는 핀치에서 플라즈마는 링