旨在開發新能源的核聚變技術
本報記者呂明喜
偉大領導者金正日同志指出：
“在黨的領導下，最近年間我國大力發展宇航技術和核技術、電腦技術等一系列尖端科學技術，建成眾多具有世界水平的現代化工廠，證明了我們在科學技術領域也能夠完全創造出奇跡來。”
最近，我們的科學家取得了成功進行核聚變反應的巨大成果。
核聚變技術是為了開發未來的新能源而世界聚焦的最尖端技術領域之一。
發出亮光和熾熱的太陽的能量就源于氫核之間的聚變反應。
如果在地球上實現和操控這樣的核聚變反應，造出“人工太陽”的話，人類能夠徹底解決能源問題。
如今，人類隨著原油和天然氣、煤炭等化石燃料資源枯竭，面臨嚴重的能源危機。
化石燃料的利用過程中發生的溫室效應氣體嚴重地破壞地球的生態環境。另一方面，水和風、地熱、太陽熱能源是散落的，要將之聚集利用需要費很大功夫，而且光靠它們是無法滿足急劇增加的能量需求的。
核能比其它能源燃料源泉豐富，能量密度高，而且對環境造成的損害小，因而被認為是有前景的能源。
最近時期，試圖依靠核能保障日益增長的能量需求成為世界趨勢。
核能利用有兩種方法：利用核分裂反應或利用聚變反應。
鎢或钚之類重元素的原子核分裂為兩個及其以上的核分裂反應和氫之類輕元素的原子核互相聚變形成新元素原子核的核聚變反應被統稱為核反應。
這樣的核反應過程中產生化學反應無法相比的巨大能量。
迄今為止，原子能工業主要利用鎢之類重原子核的分裂反應生產能量。
然而，現在的原子反應堆因為有爆炸危險、核廢料導致環境污染、鎢資源只能使用數百年等各種問題，未能成為解決能源危機的完美無缺的方案。
與此相比，依靠核聚變生產能量的方法具有很多優越性。
首先，燃料源泉無窮盡。
核聚變最易發生的燃料是將重氫和超重氫按1:1的比率混合的。
重氫的源泉是重水，在海水中存量無限。據悉，處理1立方米海水時可得的重氫1克的發熱量相當于煤炭數十噸的發熱量。超重氫雖然不存在于自然界，但向鋰照射中子時就會產生。
其次，是非常安全。核分裂原子反應堆要一次性裝入核燃料，調節臨界狀態的連鎖反應生產能量，只要稍微失誤就會發生無法控制的爆炸。然而，核聚變反應堆按需注入燃料進行加熱，所以只要停止注入燃料，停運加熱裝置，反應堆就會立即停止。
還有，對環境造成的損害很少。核分裂原子反應堆產生的核廢料帶毒性，處理所需費用極大。然而，核聚變生成物是最安全的惰性氣體——氦。只是由于核聚變產生的中子，反應堆的結構物經過一段時間后會放射化，但這與核分裂碎片造成的損害相比，不值一提。
能夠集中起來大規模地生產電力。核聚變燃料因為發熱量很大，所以在小體積中也能大規模產生能量，生產電力。
由此，核聚變被公認為能夠滿足對能量的世紀需求的唯一能源。
然而，核聚變技術迄今在任何國家都未能實際應用于生產能量。
那是因為核聚變反應在非常苛刻的條件下產生。
由中子造成的核分裂反應是易于發生的。
但是，要發生核聚變反應的話，相向運動速度要很大，才能克服帶正電荷的核之間起作用的電斥力，使之互相結合起來。那樣的話，通常需要具備數千萬℃以上的溫度條件。
太陽由氫氣組成，內部溫度達1，500萬℃以上。在這里，發生氫核聚合為氦核的核聚變反應，產生巨大的能量。結果，太陽可以說是一個巨大而自然的核聚變反應堆。
就這樣，核聚變反應若要易于發生，不但要溫度非常高，而且燃料密度要大，高溫維持時間要得到充分保障。
這就是核分裂反應和核聚變反應的本質差異，提出了非常艱巨而費力的研究課題。
核聚變技術作為最尖端科學技術的綜合體，核聚變研究成果即成為展示一國科學技術發展水平的標志。
核聚變技術的開發需要巨額資金，因此，迄今為止世界上僅有幾個號稱發達的國家投入開發。
我國在核技術等尖端科學技術研究中也遭受帝國主義者惡毒的制裁和壓力的情況下，我們的科學家按我們方式的獨特方法成功進行成為新能源開發突破口的核聚變反應，確實是值得自豪的成果。
주체99(2010)년 5월 15일 로동신문
미래의 새 에네르기개발을 위한 핵융합기술
위대한 령도자 김정일동지께서는 다음과 같이 지적하시였다.
《당의 령도밑에 최근년간 우리 나라에서 우주기술과 핵기술, 콤퓨터기술을 비롯한 일련의 첨단과학기술을 획기적으로 발전시키고 세계적수준의 현대적공장들을 수많이 일떠세운것은 우리가 과학기술분야에서도 얼마든지 기적을 창조할수 있다는것을 실증하여주고있습니다.》
최근 우리의 과학자들은 핵융합반응을 성공시키는 커다란 성과를 이룩하였다.
핵융합기술은 미래의 새 에네르기개발을 위하여 세계적인 초점을 모으고있는 최첨단기술분야의 하나이다.
찬란한 빛과 뜨거운 열을 발산하는 태양의 에네르기는 바로 수소핵들사이의 융합반응에 그 원천을 두고있다.
이러한 핵융합반응을 지구우에서 인공적으로 실현하고 조종하여 《인공태양》을 만든다면 인류는 에네르기문제를 종국적으로 해결할수 있다.
지금 인류는 원유와 천연가스, 석탄과 같은 화석연료자원이 고갈되여감에 따라 심각한 에네르기위기에 직면하고있다.
화석연료의 리용과정에 나오는 온실효과가스는 지구의 생태환경을 심히 파괴하고있다. 한편 물과 바람, 지열, 태양열에네르기는 널려져있어 그것을 모아서 리용하자면 많은 품이 들며 또 이것만으로는 급격히 늘어나는 에네르기수요를 충족시킬수 없다.
핵에네르기는 다른 에네르기들보다 연료원천이 풍부하고 에네르기밀도가 높을뿐아니라 환경에 주는 피해가 적으므로 전망적인 에네르기원천으로 알려져있다.
최근시기 핵에네르기에 의거하여 늘어나는 에네르기수요를 보장하려는것은 세계적인 추세로 되고있다.
핵에네르기리용에는 핵분렬반응을 리용하는 방법과 핵융합반응을 리용하는 두가지 방법이 있다.
우라니움이나 플루토니움과 같은 무거운 원소의 원자핵이 두개 또는 그 이상으로 분렬되는 핵분렬반응과 수소와 같은 가벼운 원소의 원자핵들이 서로 융합되여 새로운 원소의 원자핵으로 넘어가는 핵융합반응을 통털어 핵반응이라고 한다.
이러한 핵반응과정에는 화학반응에서와는 대비할수 없는 막대한 에네르기가 나온다.
지금까지 원자력공업에서는 주로 우라니움과 같은 무거운 원자핵들의 분렬반응을 리용하여 에네르기를 생산하여왔다.
그러나 현재의 원자로들은 폭발위험성이 있고 핵페기물에 의한 환경오염, 수백년분밖에 안되는 우라니움자원 등 여러가지 문제점들로 하여 에네르기위기를 해소할수 있는 완전무결한 해결책으로는 되지 못하고있다.
이에 비해볼 때 핵융합에 의한 에네르기생산방법은 많은 우월성을 가지고있다.
우선 연료원천이 무진장하다.
핵융합이 제일 잘 일어나는 연료는 중수소와 초중수소를 1 : 1의 비률로 섞은것이다.
중수소의 원천인 중수는 바다물속에 무진장하다. 바다물 1㎥를 처리할 때 얻어지는 중수소 1g의 발열량은 석탄 수십t의 발열량과 같다고 한다. 초중수소는 자연계에 존재하지 않지만 리티움에 중성자를 쪼여줄 때 생겨난다.
다음으로 매우 안전한것이다. 핵분렬원자로에서는 핵연료를 한꺼번에 장입하고 림계상태에서의 련쇄반응을 조절하여 에네르기를 생산하는데 조금만 잘못하여도 걷잡을수 없는 폭발이 일어난다. 그러나 핵융합반응로에서는 연료를 필요한만큼 넣어주면서 가열하므로 연료주입과 가열장치를 멈추면 즉시에 로가 서게 된다.
또한 환경에 주는 피해가 매우 적다. 핵분렬원자로에서 나오는 핵페기물은 독성을 띠며 그 처리에 막대한 비용이 든다. 그러나 핵융합생성물은 가장 안전한 불활성기체인 헬리움이다. 다만 핵융합에서 나오는 중성자에 의하여 반응로의 구조물이 시간이 지나면 방사화되는데 이것은 핵분렬쪼각들이 주는 피해에 비하면 아무것도 아니다.
전기를 집중적으로, 대규모적으로 생산할수 있다. 핵융합연료는 발열량이 매우 크므로 작은 부피에서도 대규모적으로 에네르기를 뽑아 전기를 생산할수 있다.
이로부터 핵융합은 에네르기의 세기적인 수요를 충족시킬수 있는 유일한 에네르기원천으로 공인되고있다.
그러나 핵융합기술은 아직까지 어느 나라에서도 에네르기생산에 실지 쓰이지 못하고있다.
그것은 핵융합반응이 매우 어려운 조건에서 일어나기때문이다.
핵분렬반응은 중성자에 의해 쉽게 일어난다.
하지만 핵융합반응이 일어나자면 양전기를 띤 핵들사이에 작용하는 전기적인 밀힘을 극복하고 서로 합쳐질수 있도록 마주 향하는 운동속도가 매우 커야 한다. 그러자면 보통 수천만℃이상의 온도조건이 보장되여야 한다.
태양은 수소기체로 이루어져있고 내부온도는 1 500만℃이상이다. 여기에서는 수소핵들이 합쳐져 헬리움핵으로 되는 핵융합반응이 일어나면서 막대한 에네르기가 나온다. 결국 태양은 하나의 거대하면서도 자연적인 핵융합로라고 할수 있다.
핵융합반응이 잘 일어나자면 이렇게 온도가 매우 높아야 할뿐아니라 연료밀도가 커야 하며 고온유지시간이 충분히 보장되여야 한다.
바로 이것이 핵분렬반응과 핵융합반응의 본질적인 차이로서 매우 어렵고 힘든 연구과제를 제기한다.
핵융합기술은 최첨단과학기술의 종합체로서 핵융합연구성과는 곧 그 나라 과학기술발전수준을 보여주는 표징으로 되고있다.
핵융합기술의 개발에는 막대한 자금이 든다. 그러므로 지금까지 세계적으로 발전되였다고 하는 몇개 나라에서만 이 개발에 달라붙고있다.
우리 나라가 핵기술을 비롯한 첨단과학기술연구에서도 제국주의자들의 악랄한 제재와 압력을 받고있는 속에서 우리 과학자들이 새 에네르기개발을 위한 돌파구로 되는 핵융합반응을 우리 식의 독특한 방법으로 성공시킨것은 참으로 자랑할만한 성과이다.
본사기자 려명희
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