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(수정)북한의 핵융합로 - "혼성핵융합로"에 대한 이해 남북한 문제

(수정)북한의 핵융합로 - "혼성핵융합로"에 대한 이해

(수정: 맨 밑에 뱀발 하나를 추가했습니다.)

국내외 찌라시들이나 또는 소위 자칭 그 분야 전문가라고 하는 놈들이나
아니면, 심지어 미국계 전략무기연구소 등에서도
북한이 이번에 성공했다는 "핵융합로"에 대해
기초적 사실과 지식조차 모르면서 비난을 해대고 있다.

예컨데, 핵융합로 설비는 엄청난 비용이 드는 시설인데
따라서 돈이 없는 가난뱅이 국가 북한이 그것을 실제로 건설 운용할리가 없다는 주장이다.

그리고 북한의 기술수준이 낮아서, 무려 1억도의 온도에 견딜 수 있는
 특수합금기술이 있을리 만무하다는 주장이다.

그러나 그와 같은 주장들은 모두 북한의 핵융합로 관련 지식이 전혀 없기 때문에
현재 미,러,중, 한국 등이 공동으로 추진하고 있는 핵융합로인
"ITER"나 "KSTAR" 등을 기준으로 하기 때문에 그런 한심한 발언들을 쏟아내고 있는 것이다.

그러나 북한의 핵융합로 관련 자료를 조금만 찾아보면....
북한엔 플라즈마 및 레이저 기술 등 핵융합로 관련한 기술들이 그동안 매우 오랫동안 축적되어 왔고
나아가 북한측이 개발하고자 하는 핵융합로는 서방진영에서 개발하고자 하는 핵융합로와는
전혀 다른 형태의 것이라는 사실을 알 수 있다.

즉, ITER 나 KSTAR 등이 수소폭탄의 지속적 폭발시 나오는 무려 1억도의 고열과 엄청난 폭발력을 견뎌내야만 하는
순수한 핵융합로를 만들고자 시도하고 있는데 비하여,
북한은 단지 고열을 견딜 필요가 없는 중성자 발생장치를 활용하는 방식이다.

즉, 원래는 일반 기존 원자로인 핵분열 원자로에서 나오는 폐연료들이
대개는 반감기가 매우 길어서 그 폐기물처리에 각국이 골치를 앓고 있는 지경인데
그 폐기물들을 재처리하여 반감기를 대폭 줄이거나, 아니면 대부분 연소시켜
안전한 핵폐기물로 만들기 위한 방안으로 제시된 방안이 바로 "혼성핵융합로"이다.

북한이 이미 2008~2012년 과학개발 5개년 계획의 국가 중점사업으로 선정한
"혼성핵융합로"란.....말하자면....원자로에서 나온 핵폐기물을 재처리하기 위한 융합로인데
그 재처리 과정에 다량의 중성자를 발생시키는 "핵융합" 원리를 활용하는 방법이다.

따라서 기존의 핵융합로 개념과는 매우 다른 것이다.

즉, 북한의 핵융합로는 기존 원자로에서 나온 핵폐기물이 있어야 한다는 의미이며
나아가 다량의 중성자 발생장치가 있어야만 한다는 의미이다.
그런데 그와 같은 핵폐기물 재처리 과정에서도 전기가 생산된다고 한다.

그 말은....
우선 기존 원자로에서 일단 전기가 발생되고, 그대신 매우 유해한 핵폐기물이 나오는데
그것을 다시 북한식 혼성핵융합로로 재처리하여 안전하게 만들면서, 또다시 전기를 생산한다는 것이다.

그것을 종합하면....전체적으로 봐서, 결국 친환경적 전기생산이 가능하다는 것이다.

한 가지 첨언해두자면.....

어쨋든, 그와 같은 핵기술을 가졌다는 말은.....
수소폭탄 제조 따위는 식은죽 먹기라는 말이기도 하다.
그렇다고 해서.....핵융합로 자체가 수소폭탄에 바로 응용되는 기술이라는 둥 하는 말은
그야말로 무식에서 하는 소리에 불과하다.

왜냐면....핵융합로 개발은.....수소폭탄 개발과는
비교도 할 수 없을 정도로 고난도 기술이자 첨단핵기술이기 때문이다.

따라서 제발 부탁인데.....핵융합로와 연결지어 수소폭탄 운운하지 않기를 바란다.
나와 같이 북한의 군사력 수준을 어느 정도 아는 사람들은 이미 오래전부터
북한이 수소폭탄이 문제가 아니라, 중성자탄, 아메리슘탄 등 그 이상의 첨단핵기술도
가지고 있었을 것이라고 추정해오고 있는 터이다.

(뱀발)
사방사에 관련글이 올라와 읽어보았는데.....
가만 생각해보니....북한은 이미 첨단수준의 관련기술들을 가지고 있다는 생각이 든다.

예컨데, 매우 뛰어난 수준의 레이저 기술, 플라즈마 기술, 초전도체 기술, 고폭화약기술 등이다.
특히, 북한은 매우 오랫동안 매우 많은 횟수의 고폭화약실험을 한 것으로 알려져 있다.
그것은 바로 중성자탄이나 또는 플루토늄 없는 수소폭탄을 만드는데 사용된다.
아마도 그래서 지난 번 핵실험 때 방사능이 검출되지 않았나 보다.

따라서 북한의 이번 핵융합로 방식은 아래 소개된 방법 중 세번짜 방식이 아닐까....생각된다.

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(출처: http://cafe.naver.com/kocoree/9637 )

핵융합 반응의 필요조건

이상 살펴본 바를 종합해 볼 때 핵융합 반응이 성공하기 위해서는 먼저 관성가둠 방식의 측면에서 레이저 기술, 즉 적응광학 기술이 세계적 수준을 돌파해야 한다. 현재 미국과 유럽지역에서 관성가둠 방식에 의한 핵융합 반응의 성공이 이루지지 못하는 것은 주되게 레이저의 출력과 제어의 정확도가 핵융합 반응을 성공시키기에는 부족하기 때문이다.

둘째로 자기가둠 방식의 측면에서 생각해 볼 수 있다. 한국 정부관계자도 언급하였다시피 이러한 방식의 핵융합로 설계는 막대한 자금이 투자되기 마련이다. 정부 당국자는 국제원자력기구(IAEA) 산하의 핵융합실험로(ITER) 협의회에서 개발하는 시설의 건설비용만 51억 유로가 소요되었다고 주장한 것이다.

이 자금은 직경이 27km에 달하는 초대형의 입자가속기를 만들고 여기에 각종 전자기 장비를 갖추기 위해 소요되는 자금이다.

그러나 초전도체 개발이 현실화된다면 상황은 달라질 수 있다. 초전도체는 그야말로 전기저항이 '0'을 갖는 물질이므로 전력손실도 '0'이 되어 초전도 현상 아래에서는 플라즈마의 차폐 효과가 비약적으로 향상될 수 있다.

셋째는 수소폭탄의 개발 가능성이다. 원자폭탄의 고폭장치의 제어능력이 매우 뛰어난 경우 그 에너지를 이용한 핵융합을 생각할 수 있다.

특히나 핵융합 반응에서 필수적으로 거론되는 플라즈마 기술과 레이저 기술은 산업 활용도가 매우 높은 핵심연구분야이다. 핵융합 반응 성공은 정밀도 면에서 일각에서 거론되는 수소폭탄 제조와는 비교될 수 없이 높은 기술수준이다. 핵융합 반응은 플라즈마 기술, 초전도 기술, 레이저 기술 등을 직접적으로 필요로 하므로 북한의 광학기술, 신소재 기술 수준을 확인해야 한다. 특히나 플라즈마 기술, 초전도 기술은 특수합금, 기능성 소재 개발 등 신소재 연구개발과 직접적인 연관이 있으며 레이저 기술을 비롯한 광학기술은 정밀제어 능력과 직결되는 기술이다. 즉, 핵융합 반응 성공은 수소폭탄보다는 오히려 과학발전과 산업발전에 시사하는 바가 매우 크다는 것이다.

이것은 곧 북한산업능력 전반에 대한 재검토가 필요하다는 것으로 될 수 있다.
이미 정부당국은 북한의 기술수준을 우습게 보았다가 큰 코 다친 경험이 있다.

그것은 바로 2009년 북한이 발사한 로켓 '은하 2호'이다. 많은 전문가들은 북한의 기술수준이 조악하므로 실패를 면치 못할 것이라고 악담을 퍼부었지만 은하 2호는 대기권 탈출과 1, 2단 로켓 분리과정을 성공적으로 수행하였다. 북한은 당시 인공위성 '광명성 2호'의 궤도진입에 성공하였다고 주장하고 있다.

그러나 그로부터 4개월 후, 한국과 러시아 기술진이 발사한 '나로 1호'는 러시아로부터 1단 로켓을 통째로 들여왔음에도 불구하고 인공위성 페어링 분리에 실패하면서 발사실패로 귀결되지 않았는가.

이번 핵융합 반응도 그러지 말라는 보장은 어디에도 없다. 북한은 이미 인공위성 발사체를 자체적으로 제조할 여건을 갖추고 있음을 알아야 한다. 사실관계를 파악함도 없이 단지 서방에서 성공하지 못하였으므로 실패하였을 것이라는, 북한의 신소재기술, 광학제어기술에 대한 섣부른 평가절하는 백해무익하다.

물론 북한이 이번에 핵융합 반응에 성공하였다고 해서 가까운 시일 내에 도처에서 핵융합 발전소가 들어설 것이라 전망하는 것은 무리이다. 그러나 분명한 것은 핵융합 반응을 추진할 기술적 여건이 북한의 연관 산업분야 발전을 추동할 근거는 확실하다는 점이다.

2010년, 북한경제의 도처에서 과학기술분야의 성과가 이어질 가능성이 높아지고 있다. <출처: 통일뉴스>

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열핵반응로라는 개념은 기존 핵융합 개념이 아니다.

번호 1452 글쓴이 열핵반응로 조회 33 누리 5 (5-0, 0:1:0) 등록일 2010-5-14 19:24

기존 핵융합 개념은 플라즈마에서 열이 생성되면 그 열로 핵융합이 된다.
외부에서 순서대로 태양의 조건을 조성해 태양 내부현상의 부분적 반응을 끌어내는 것이 기존의 개념이다.
그러나 사실 핵자체에서 태양은 열과 에너지, 모양, 플라즈마, 수많은 광선들을 생성한다.

외부에서 추정해 들어가는 방식으로는 태양의 부분적 기능인 열에너지마저
50년이 걸릴지 100년이 걸릴지 담보할 수 없는 것이 핵융합인거다.

반면 열핵이란 단어는 핵 자체에서 나오는 열을 말한다.
그럼 뭐냐.
북이 핵 자체에서 열을 이끌어내서 핵융합을 한다는 의미일 수 있다.
열핵에 대한 단어를 찾아보았는데 열핵이 외부에서 작용하는 열로 반응하는 핵이라는 개념은 찾을 수 없다.

그렇게 보면 북은 이미 태양의 조건을 가진 핵물질을 만들었으며
북이 말한 열핵반응로는 그 태양 자체에 반응하는 신호기일 가능성이 높다.

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↑ 서프 국제방에 잠깐 떴다 사라진 글...'반응하는 신호기'라는 말에 왠지 그럴듯하다는 반응신호가 와서...

(출처: http://cafe.naver.com/kocoree/9637 )


북한의 핵융합 기술은 "혼성핵융합로" - (서프라이즈 / 혼성원자로 / 2010-5-13 09:57)

이번에 북한이 성공했다는 핵융합 기술은 소위 "혼성핵융합로"(Nuclear Fusion-Fission Hybrid ) 기술이다.
여기서 "혼성"이라는 의미는....핵분열과 핵융합 모두를 이용한다는 의미이다.
즉, 한국 등이 현재 진행하고 있는 기존 방식의 핵융합로와는 다른 방식이라는 의미이다.


그것은 핵분열 원자로에서 사용하고 남은 핵연료를 중성자를 이용하여 재처리하는 과정을 이용하는 방식이라고 한다.


현재 한국 등 선진국들이 주축이 되어 개발하고 있는 기존의 핵융합로는 그야말로 수소폭탄이 터지는 1억도의 고열과 엄청난 압력을 견딜 수 있어야 한다. 그러니 첨단소재와 각종의 고난도 첨단기술들이 동원되어야 하며, 특히 플라즈마 기술이 이용된다고 한다.


그런데 무기상님 주장에 의하면....북한은 플라즈마 기술에 있어서 독보적 기술을 가지고 있고, 그래서 플라즈마 스텔스 기술을 각종 첨단무기들에 적용시키는 것으로 주장한 바 있다. 그 말을 뒤집으면, 북한은 핵융합로 기술에 있어서도 바로 그 플라즈마 기술을 활용할 것으로 기대되고, 나아가 이미 첨단핵기술이 있으므로 핵융합로 분야에 있어서도 상당한 기술축적이 되어 있을 것으로 추측된다.


특히, 북한에서 공개된 핵융합 및 플라즈마 관련 논문들도 이미 300여편에 달하며, 공개되지 않은 관련 기술들도 많을 것이라고 관련분야 전문가들은 예측하고 있다.


그런데 아래 소개하는 핵융합로는 기존 핵융합로와는 달리 원자폭탄 기술인 핵분열과 수소폭탄 기술인 핵융합을 동시에 활용하는 융합로라고 한다.


그 기술은 원래 경수로 등 핵분열 원자로에서 나오는 방사능 폐기물들을 재처리해서 안전한 폐기물로 만들기 위한 대안으로서 제안된 것 같다. 


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Nuclear Fusion Fission Hybrid Reactor To Destroy Waste


The idea behind long term (tens or hundreds of thousands of years) nuclear waste storage facilities is that we can't solve the nuclear waste disposal problem quickly. But matter is so manipulable in the hands of sufficiently smart scientists and technologists that sometimes supposedly insolvable problems become solvable. UT Austin researchers think they know how to convert nuclear power plant waste into far safer elements with a hybrid reactor.



AUSTIN, Texas--Physicists at The University of Texas at Austin have designed a new system that, when fully developed, would use fusion to eliminate most of the transuranic waste produced by nuclear power plants.


경수로 등 핵분열 원자로에서 나오는 방사능 폐기물들을 안전하게 재처리하는 방법으로 핵융합을 이용하는 방법을 텍사스 대학의 물리학자들이 고안했다.


The invention could help combat global warming by making nuclear power cleaner and thus a more viable replacement of carbon-heavy energy sources, such as coal.


"We have created a way to use fusion to relatively inexpensively destroy the waste from nuclear fission," says Mike Kotschenreuther, senior research scientist with the Institute for Fusion Studies (IFS) and Department of Physics. "Our waste destruction system, we believe, will allow nuclear power-a low carbon source of energy-to take its place in helping us combat global warming."


원자로에서 나오는 방사능 폐기물들이 반감기가 길어서 그것을 안전하게 처리하는 것이  가장 골치 아픈 일인데...우리는 그것을 핵융합을 이용하여 비교적 저렴하게 처리하는 방법을 고안해냈다고 핵융합 연구소 연구원인 마이크가 말한다. 이 방법이 실용화되면, 이제 원자로를 사용해도 되니까, 석탄, 석유 등으로부터 발생하는 전지구적 기후온난화 문제가 해결될 것이다.


Note that they do not need to solve the (also very hard) problem of how to design a fusion reactor that produces energy. They've come up with a much more partial solution to the fusion problem - just good enough to generate lots of neutrons. Even the (politically blocked) Yucca Mountain nuclear waste storage site in Nevada isn't big enough to store waste beyond what will exist by 2010.


그들 연구원들은 핵융합로를 만드는 어렵고 골치 아픈 문제를 해결할 필요가 없었다. 그들은 많은 중성자들을 만들기만 하면 되는 해결책, 즉 핵융합 문제라는 골치 아픈 문제를 그저 부분적 해법으로 그 문제에 접근하였다. 그래서 그들은 얼마든지 많은 핵폐기물들이라도 처리할 수 있는 방안을 제시하였다.



Toxic nuclear waste is stored at sites around the U.S. Debate surrounds the construction of a large-scale geological storage site at Yucca Mountain in Nevada, which many maintain is costly and dangerous. The storage capacity of Yucca Mountain, which is not expected to open until 2020, is set at 77,000 tons. The amount of nuclear waste generated by the U.S. will exceed this amount by 2010.


The physicists' new invention could drastically decrease the need for any additional or expanded geological repositories.


새로운 방안에 의하면.....방사능 폐기물 처리장 건설로 골치 아파할 이유가 없어진다.


"Most people cite nuclear waste as the main reason they oppose nuclear fission as a source of power," says Swadesh Mahajan, senior research scientist.


Once this solution matures and becomes constructable the debate over nuclear power will change. Opponents of nuclear fission power who oppose it on the grounds of waste disposal will need to move on to other reasons to oppose it. What will become their next favorite reason to oppose it?


The key to their proposal is a way to generate lots of neutrons (that can bombard and convert nuclear waste into safer elements) without solving the much harder problem of making a power-generating fusion reactor.


전기를 생산하고자 하는 핵융합로 만드는 일은 실로 골치 아픈 일인데, 그것을 만들 필요가 없이 그저 방사능 폐기물들을 무수히 폭격해서 안전한 폐기물로 환원시킬 수 있는 중성자들을 충분히 만들기만 하면 되는 것이 바로 새로운 제안의 핵심적 내용이다.



The scientists propose destroying the waste using a fusion-fission hybrid reactor, the centerpiece of which is a high power Compact Fusion Neutron Source (CFNS) made possible by a crucial invention.


"혼성원자로"를 사용하여 방사능 폐기물들을 파괴하는 그들의 제안은 고압 핵융합 고밀도 중성자 발생기(CFNS)라는 창의적 발명품에 의해 가능하게 된 것이다.


The CFNS would provide abundant neutrons through fusion to a surrounding fission blanket that uses transuranic waste as nuclear fuel. The fusion-produced neutrons augment the fission reaction, imparting efficiency and stability to the waste incineration process.


그 CFNS 장치는 핵융합을 통하여 다량의 중성자들을 방사능 폐기물을 연료로 사용하는 핵분열 장치에 공급할 것이다. 핵융합으로 생성된 중성자들이 핵분열 반응이 더 잘되도록 증가시킬 것이고, 그래서 핵폐기물 소각과정이 더 효율적이고 안전하게 이루어지도록 할 것이다.(즉, 기존의 방법으로는 불완전하게 되던 핵폐기물 소각이 이제 더 잘 되도록 한다는 말)


The neutron generator would be very small. Small sounds cheap to me.


중성자 생성기는 매우 작고, 작다는 말은 저렴하다는 말이다.



One hybrid would be needed to destroy the waste produced by 10 to 15 LWRs.


(경수로 10~15개에서 나오는 방사능 폐기물을 처리하는데 "혼성원자로" 하나만 있어도 될 것이다.)


The process would ultimately reduce the transuranic waste from the original fission reactors by up to 99 percent. Burning that waste also produces energy.


이 방법에 의하면...핵폐기물들을 거의 99%까지 안전하게 태워 없애버릴 수 있다. 그 핵폐기물들을 태우는 것은 또한 전기를 생산해낸다. (<--- 바로 이점이 핵심임.)


The CFNS is designed to be no larger than a small room, and much fewer of the devices would be needed compared to other schemes that are being investigated for similar processes. In combination with the substantial decrease in the need for geological storage, the CFNS-enabled waste-destruction system would be much cheaper and faster than other routes, say the scientists.


(중성자 발생기는 그저 방 하나 정도의 크기면 된다. 그리고 그에 필요한 장치들 숫자도 다른 핵융합 방법에 비해 훨씬 적은 숫자만 필요하다. 그리고 이 방법은 매우 저렴한 방법이다.)


The key breakthrough was the development of a device that can handle a large amount of heat and particle fluxes.


이 방법에 있어서, 핵심적으로 중요한 발명품은 엄청난 량의 열과 중성자 등 소립자들의 흐름을 다루는 장치의 개발이었다.

The CFNS is based on a tokamak, which is a machine with a "magnetic bottle" that is highly successful in confining high temperature (more than 100 million degrees Celsius) fusion plasmas for sufficiently long times.


CFNS는 기본적으로 토카막에 기반을 둔 기술이다. 토카막이란 "자기장 병"(magnetic bottle)을 가진 기계인데, 상당히 오랜 시간 동안 핵융합으로 발생되는 엄청난 고열의 플라즈마를 잘 제어하는데 매우 성공적인 기계이다.


The crucial invention that would pave the way for a CFNS is called the Super X Divertor. The Super X Divertor is designed to handle the enormous heat and particle fluxes peculiar to compact devices; it would enable the CFNS to safely produce large amounts of neutrons without destroying the system.


CFNS가 잘 작동되도록 하는데 결정적 역할을 한 것은 Super X 변환기라고 하는 것이다. 그것은 압축 장치에서 필연적으로 발생되는 엄청난 량의 열과 미립자 흐름들을 제어하도록 고안되어 있다. 그 Super X 변환기는 CFNS가 그 시스템 자체를 파괴하지 않고  많은 중성자들을 안전하게 생성하도록 해줄 수 있다.


"The intense heat generated in a nuclear fusion device can literally destroy the walls of the machine," says research scientist Valanju, "and that is the thing that has been holding back a highly compact source of nuclear fusion."


핵융합로에서 발생된 엄청난 고열은 말 그대로 핵융합로 벽 자체를 녹여버릴 것이다. 그것이 바로 핵융합로를 만드는데 가장 어려운 점이다.


I hope these people get the funding needed to mature this technology. Another one I'd like to see mature: liquid flouride thorium reactors.


Update: Why I want to see solutions for problems relating to nuclear power: If we do not get more nukes we are going to get more coal.

Coal remains the main fuel for power generation around the world, with a share of over 40%, followed by gas (20%), hydro (16%), nuclear (15%) and then oil (5%). Coal-fired power generation has grown strongly in the past decade, driven by strong growth in non-OECD countries. In China, coal-fired power generation capacity tripled during the past decade. Consequently, electricity output also expanded very rapidly, creating enormous pressures on the global thermal coal market.


The biggest question in my mind about nuclear power revolves around cost. Some claim a very high cost for new nuclear plants (and read David Bradish's comments if you click thru). If carbon emissions of coal plants become taxed will the resulting higher cost of coal electric be enough to make nuclear power competitive with coal electric?


China uses even more coal than the United States and if Chinese economic growth continues so will its coal burning. Nuclear power could substitute for coal in China's electric power growth plans if only the price difference could narrow.


By Randall Parker at 2009 January 31 10:39 AM  Energy Nuclear


http://www.futurepundit.com/archives/005926.html


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(상온 핵융합)


Cold Fusion

In 1989, researchers in the United States and Great Britain claimed to have made a fusion reactor at room temperature without confining high-temperature plasmas. They made an electrode of palladium, placed it in a thermos of heavy water (deuterium oxide) and passed an electrical current through the water. They claimed that the palladium catalyzed fusion by allowing deuterium atoms to get close enough for fusion to occur. However, several scientists in many countries failed to get the same result.


But in April 2005, cold fusion got a major boost. Scientists at UCLA initiated fusion using a pyroelectric crystal. They put the crystal into a small container filled with hydrogen, warmed the crystal to produce an electric field and inserted a metal wire into the container to focus the charge. The focused electric field powerfully repelled the positively charged hydrogen nuclei, and in the rush away from the wire, the nuclei smashed into eachother with enough force to fuse. The reaction took place at room temperature. See Coming in out of the cold: Cold fusion, for real (csmonitor.com) to learn more.


(기존 핵융합 원리에 대한 자세한 설명: http://science.howstuffworks.com/fusion-reactor.htm/printable )


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Nuclear Fusion-Fission Hybrid Could Destroy Nuclear Waste And Contribute to Carbon-Free Energy Future

January 27, 2009


AUSTIN, Texas — Physicists at The University of Texas at Austin have designed a new system that, when fully developed, would use fusion to eliminate most of the transuranic waste produced by nuclear power plants.

The invention could help combat global warming by making nuclear power cleaner and thus a more viable replacement of carbon-heavy energy sources, such as coal.



 
The idea behind the compact Fusion-Fission Hybrid is that fusion can be used to burn nuclear waste, producing energy and getting rid of much of the long-lived waste generated by nuclear reactors.

위에서 소개된 방법의 핵심은....핵융합 원리를 이용하여 원자로에서 나온, 반감기가 매우 긴 악성의 핵폐기물들을 태워버리고,

그대신 전기를 생산한다는 것이다. 

(여기까지만 번역해도.....전체적인 흐름이 무엇을 말하는지....충분히 이해되리라고 생각합니다. 그래서 나머지 부분 번역은 생략합니다.

즉, 원래 이 방법은.....핵분열 원자로들에서 나오는 방사능 핵폐기물 처리방안인데....북한은 바로 이 방법에 관심을 가진 것이라는 말입니다. 

참고로....이 방법은 단지 하나의 제안으로 제시된 것일 뿐....다른 선진국들에서도 아직 실제 실용화된 기술은 아니라고 합니다. 

끝으로....이번 북한의 핵융합 반응 성공 문제에 대한 종합적 평가 글을 링크로 소개합니다. 



 

View the complete illustration of the new nuclear waste destruction system, demonstrating how a fusion-fission hybrid, made possible by the Super X Divertor invented by University of Texas at Austin physicists, could integrate into the nuclear fuel cycle. (Large image opens in a new window.)Illustration: Angela Wong


"We have created a way to use fusion to relatively inexpensively destroy the waste from nuclear fission," says Mike Kotschenreuther, senior research scientist with the Institute for Fusion Studies (IFS) and Department of Physics. "Our waste destruction system, we believe, will allow nuclear power—a low carbon source of energy—to take its place in helping us combat global warming."


Toxic nuclear waste is stored at sites around the U.S. Debate surrounds the construction of a large-scale geological storage site at Yucca Mountain in Nevada, which many maintain is costly and dangerous. The storage capacity of Yucca Mountain, which is not expected to open until 2020, is set at 77,000 tons. The amount of nuclear waste generated by the U.S. will exceed this amount by 2010.


The physicists' new invention could drastically decrease the need for any additional or expanded geological repositories.


"Most people cite nuclear waste as the main reason they oppose nuclear fission as a source of power," says Swadesh Mahajan, senior research scientist.


The scientists propose destroying the waste using a fusion-fission hybrid reactor, the centerpiece of which is a high power Compact Fusion Neutron Source (CFNS) made possible by a crucial invention.


The CFNS would provide abundant neutrons through fusion to a surrounding fission blanket that uses transuranic waste as nuclear fuel. The fusion-produced neutrons augment the fission reaction, imparting efficiency and stability to the waste incineration process.


Kotschenreuther, Mahajan and Prashant Valanju, of the IFS, and Erich Schneider of the Department of Mechanical Engineering report their new system for nuclear waste destruction in the journal Fusion Engineering and Design.


There are more than 100 fission reactors, called "light water reactors" (LWRs), producing power in the United States. The nuclear waste from these reactors is stored and not reprocessed. (Some other countries, such as France and Japan, do reprocess the waste.)


The scientists' waste destruction system would work in two major steps.


First, 75 percent of the original reactor waste is destroyed in standard, relatively inexpensive LWRs. This step produces energy, but it does not destroy highly radiotoxic, transuranic, long-lived waste, what the scientists call "sludge."


In the second step, the sludge would be destroyed in a CFNS-based fusion-fission hybrid. The hybrid's potential lies in its ability to burn this hazardous sludge, which cannot be stably burnt in conventional systems.


"To burn this really hard to burn sludge, you really need to hit it with a sledgehammer, and that's what we have invented here," says Kotschenreuther.


One hybrid would be needed to destroy the waste produced by 10 to 15 LWRs.


The process would ultimately reduce the transuranic waste from the original fission reactors by up to 99 percent. Burning that waste also produces energy.


The CFNS is designed to be no larger than a small room, and much fewer of the devices would be needed compared to other schemes that are being investigated for similar processes. In combination with the substantial decrease in the need for geological storage, the CFNS-enabled waste-destruction system would be much cheaper and faster than other routes, say the scientists.


The CFNS is based on a tokamak, which is a machine with a "magnetic bottle" that is highly successful in confining high temperature (more than 100 million degrees Celsius) fusion plasmas for sufficiently long times.


The crucial invention that would pave the way for a CFNS is called the Super X Divertor. The Super X Divertor is designed to handle the enormous heat and particle fluxes peculiar to compact devices; it would enable the CFNS to safely produce large amounts of neutrons without destroying the system.


"The intense heat generated in a nuclear fusion device can literally destroy the walls of the machine," says research scientist Valanju, "and that is the thing that has been holding back a highly compact source of nuclear fusion."


Valanju says a fusion-fission hybrid reactor has been an idea in the physics community for a long time.


"It's always been known that fusion is good at producing neutrons and fission is good at making energy," he says. "Now, we have shown that we can get fusion to produce a lot of neutrons in a small space."


Producing an abundant and clean source of "pure fusion energy" continues to be a goal for fusion researchers. But the physicists say that harnessing the other product of fusion—neutrons—can be achieved in the near term.


In moving their hybrid from concept into production, the scientists hope to make nuclear energy a more viable alternative to coal and oil while waiting for renewables like solar and pure fusion to ramp up.


"The hybrid we designed should be viewed as a bridge technology," says Mahajan. "Through the hybrid, we can bring fusion via neutrons to the service of the energy sector today. We can hopefully make a major contribution to the carbon-free mix dictated by the 2050 time scale set by global warming scientists."


The scientists say their Super X Divertor invention has already gained acceptance in the fusion community. Several groups are considering implemented the Super X Divertor on their machines, including the MAST tokamak in the United Kingdom, and the DIIID (General Atomics) and NSTX (Princeton University) in the U.S. Next steps will include performing extended simulations, transforming the concept into an engineering project, and seeking funding for building a prototype.


For more information, contact: Lee Clippard, College of Natural Sciences, 512-232-0675; Dr. Mike Kotschenreuther, 512-471-1322; Dr. Swadesh Mahajan, 512-471-4376.


http://www.utexas.edu/news/2009/01/27/nuclear_hybrid/


nuclear.jpg  (위 그림 핵융합로 파일)


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