이곳에EAST핵융합 실험 장치, EAST보조 가열 시스템

 안정한 자기장 등 3개 대형 과학 프로젝트 및 수많은

선전적 분야의 과학실험실이 자리 잡고 있다. 新华社

4월 18일 영국BBC사이트가 실은‘중국 핵 융합기술이 세계 제1로 될까?’ 보도에 따르면 세계의 에너지 수요가 끊임없이 증가하고 있지만 환경에 대한 파괴도 격화되고 있을때 중국의 과학자들이 일부 사람들이‘성배(San-greal)’라고 보는 에너지 개발을 이끌고 있다. 맥도넬BBC기자가 근일 중국 안후이(安徽)에 가 평소에 진입이 쉽지 않는 공장작업장을 취재했다.

거의 아무런 실질적 낭비가 없어도 무한한 에너지를 발생하는 것이 핵융합의 숭고한 약속이다. 중국 안후이성 허페이시(安徽省合肥市)서부의 ‘과학섬(科学岛)’에는 하나이 번쩍 번쩍 빛나는 거대한 링이 약 두개 빌딩 높이의 대형 원형함안에 담겨져 있는데 이것이 바로 선진 실험 초전도 토카마크(Experimental Advanced Superconducting Tokamak,EAST)이다. 

장치중 수소원자가 헬륨으로 융합되며 헬륨이 태양 핵심보다 몇배 높은 열 에너지를 융합해낸다. 반응 원자로는 강력한 배터리로 통제하는데 만일 제대로 유지되면 하루에 대량의 전력을 발생할 수 있다. 세계적으로 많은 국가들이 핵융합 기술 장악에 전력하고 있다. 미국, 일본, 한국, 브라질과 유럽연합이 모두 노력하고 있지만 그 어느 연구팀도 중국 안후이의 연구팀처럼 핵융합 안정성을 유지하지 못하고 있다. 현재 그것이 100초이며 매년마다 갈수록 길어진다. 안후이에서 과학자들이 이미 10배 시간으로 연장하고 온도는 섭씨 1억도에 도달할 목표를 토론하고 있다. 그러나 소련이 1950년대 핵융합 기술을 시작한이래 과학자와 기술자들이 줄곧 성공하지 못한 것은 그 원인이 있다. 그것은 정말로 매우 힘들기때문이다.

통제를 받은 환경중 제한적인 핵 융합반응을 유지하는 문제가 지난 50년간 이미 가능한 것으로 증명이 됐다.그러나 핵융합의 지속시간은 여전히 에너지가 대량의 열에너지로 전환하는데 수요되는 시간에 비해 매우 짧았다.

EAST시스템은 러시아 설계 강화판이다. 영국기자들이 취재를 하던 날 그들은 관제실에서 현장의 변론을 목격했다. 누설문제 즉 물질의 대외 유출이 아니나 공기가 내부 진공실안에 흡입되는 문제에 대해 과학자들은 반드시 해결방법을 찾아내야 한다. 

다른 한 연구팀은 무전기로 관제실과 연계를 하고 있었다. 그들은 EAST의 전선줄, 전력기계실과 계단을 둘러싸고 틈새를 찾으면서 보수를 하고 있었다. 숭윈타오(宋云涛) 중과원 플라스마소 부소장은 “핵융합 원자로는 핵분렬 원자로와 비해 이미 상대적으로 안전하며 자기 제한적 융합이 융합을 통제할 수 있다. 우리는 전원을 끌수 있다. 이것은 비할데 없이 안전하며 아무런 핵 위기도 조성하지 않는다.”고 말했다.

핵분열과 원자분열에 의존하는 현재의 핵원자는 유독성 페기물을 남기게 되므로 반드시 안전한 곳에 수천년동안 저장해야 한다. 핵융합 발전소는 두개 핵을 하나의 핵으로 융합시킨후 링 안벽의 자력(플라스마라고 부름)이 거대한 전선줄내부에서 반응을 일으키는데 가장 관건적인 점은 거의 아무런 페기물도 발생하지 않는 것이다. 그렇지만 이 기술이 원가가 낮지 않다. 기계를 작동하는데만 해도 매일 15만 달러를 들여야 하는데 이것이 수백명 전문가 노임과 하드웨어 시설을 포함하지도 않는다. 

비록 정부는 핵융합이 도시 전력을 공급하기까지 아직 수십년 발전 시간을 들여야 하는 것을 잘 알지만 중국정부는 거액의 자금으로 이 프로젝트를 돕고 있다. “정부의 재정 지지를 합쳐 과학자들과 기술자들이 핵융합차원에서 중대한 돌파를 하게 된다.”숭윈타오는 “이것은 거대한 비용이 드는 프로젝트이다. 그러나 나 개인은 이 사업이 인류로 말하면 위대한 가지속적 발전이라고 본다.”고 말했다. 바로 이 사업이 이처럼 비싸고 힘들므로 핵융합 기술이 가능한 국제 합작을 모색하고 있다.

예를 들면 중국은 프랑스 남부의 국제 핵융합 실험원자로(International Thermonuclear Experimental Reactor，ITER)계획중 기여를 하며 유럽연합 국가들외 인도,일본, 러시아, 한국과 미국도 그 중에 참여하는데 이 프로젝트가 2025년에 시험 테스트를 할 것으로 예기된다. 이와 동시에 중국은 또 자기의 발전 속도를 재촉하고 있다. 안후의 이 연구팀이 제기한 다음 목표는 전력 발생이 완전히 성숙된 핵융합 원자로를 설계하는 것이다. 이 목표를 달성하려면 지금의 시설보다 더 커야 하며 지금의 1분 반에 비해무한한 플라스마 반응을 포함할 수 있어야 한다.  

“매개 국가마다 모두 매우 거대한 전력 수요가 있다. 중국이 핵융합 전력에 대해 매우 뚜렷한 로드맵을 가지고 있다.”숭윈타오는 “우리는 5년내 핵융합 원자로 설계를 완성하기를 바란다. 만일 우리가 성공하며 이것은 세계 첫번째 핵융합원자로로 될 것이다.”고 말했다.

최종 목표는 핵융합이 사람들의 꿈에서보다 더 많은 전력을 생산하는 것이다. 비록 매우 먼 것으로 들리지만 중국 정부는 참답게 도전에 대응하고 있다. 만일 성공하면 미래 전력발전 차원에서 중국이 최종적으로 세계 기타 나라들을 초과할 것이다.

英国广播公司网站4月18日刊登《中国核聚变发电技术会成为世界第一吗？》的报道称，在世界对能源的需求不断增加，但对环境的破坏也相对加剧时，中国的科学家们正在引领开发被一些人视为“圣杯”的能源。BBC记者麦克唐奈到安徽采访了平时不易进入的厂房。文章摘编如下：

想象一下几乎没有任何实质浪费就能产生无限的能源——这就是核聚变的崇高承诺。

在安徽省合肥市西郊的“科学岛”上有一座闪闪发亮的巨型圆圈，被装在一个约等同于两座楼高的大型圆盒中，这是全超导托卡马克核聚变实验装置（简称EAST）。

在装置中，氢原子融合成氦，氦能够聚集比太阳核心高出数倍的热能。

反应由强大的电池控制。如果维持得当，一天能产生大量的电。

世界上许多国家都致力掌握核聚变技术，美国、日本、韩国、巴西和欧盟都在努力，但没有一个团队能像安徽的团队一样保持核聚变的稳定性。

现在它是100秒，每年越变越长。在安徽，科学家们已经开始讨论将目标放在延长十倍的时间，温度在摄氏1亿度。

但自从苏联1950年代早期开始核聚变技术以来，科学家和工程师一直没有成功是有原因的。

因为那真的非常困难。

在受到控制的环境中保持有限的核聚变反应在过去50年间已经证明可行，但核聚变的持续时间仍远远短于能转变成大量热能所需的时间。

EAST系统是源于俄罗斯设计的加强版。

在我们采访这天，我们在控制室见证了现场的辩论。有泄漏问题——不是物质外泄而是空气被吸入内部的真空——科学家们必须找出解决方法。

另一个组用对讲机联络控制室。他们围绕着EAST的管线、电力机房和梯子寻找漏洞并修补。

中科院等离子所副所长宋云涛说：“核聚变反应堆与裂变反应堆比起来已经相对安全，磁局限融合可以控制聚变。我可以关掉电源，这是无比安全的，不会造成任何核危机。”

现在的核反应依赖的是裂变和原子分裂，其结果会留下有毒废弃物，必须要被储存在安全的地方也许长达数千年。

而核聚变核电厂是将两个核融合成一个核，然后圆圈内墙的磁力（被称为电浆）在巨大的管线内部产生反应。

最关键的是，我们被告知，这几乎不会产生任何废弃物。

但这项技术并不便宜。

光是开启机器，每天就需要花费15万美元，这还不包含上百名专家的工资和硬体设备。

中国政府花费巨资资助这项计划，虽然政府知道要让核聚变供应城市的电力可能还需要数十年的发展时间。

“科学家和工程师将会让核聚变有重大突破，加上政府的财政支持，”宋云涛说。“这是一项花费巨大的工程，但我个人认为这会是一项对人类来说伟大的可持续发展。”

因为它如此昂贵而且困难，所以核聚变技术在寻求可能的国际合作。

例如中国在法国南部的国际热核聚变实验堆（ITER）计划中有所贡献，除了欧盟国家，印度、日本、俄罗斯、韩国和美国也都参与其中，该计划预计2025年测试。

与此同时，中国也在加速自己发展的脚步。

安徽这个团队提出的下一个目标是设计出一个能产生电力的完全成熟的核聚变反应堆。要达到这个目标，它必须比我们现在看到的来得更大，并且能包含无限地电浆反应而不是只有现有的一分半钟。

“每个国家都有很大的电力需求，而中国对于核聚变电力有清晰的路径图，”宋云涛说。“我们希望在五年内完成核聚变反应堆的设计，如果我们成功了，这将会是世界第一的核聚变反应堆。”

最终的目标是核聚变能生产出比人们梦想中更多的电力。

虽然可能听起来遥远，但中国政府认真面对挑战。如果成功，未来在发电方面，中国最终将胜过世界上其他国家。 

/人民网