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201705.31

KAIST, 핵융합에 사용가능한 신소재 개발

이하나   
https://fusionnow.nfri.re.kr/post/word/687

 핵융합로는 하나의 장치 안에서 초고온, 고진공, 극저온 등 가지각색의 극한 환경들이 공존하는 특성상 이러한 극한 환경을 견딜 수 있는 최적의 소재를 개발하는 것이 매우 중요합니다. 우리나라를 비롯하여 핵융합에너지 상용화를 염원하는 세계 각지의 많은 연구자들은 지금 이 순간에도 핵융합로에 사용될 수 있는 적합한 소재를 찾기 위해 노력하고 있습니다.

 

▲ 핵융합은 왜 어려울까? 극한재료 편 바로가기

 

 지난 5월 17일에는 카이스트 원자력 및 양자공학과의 류호진 교수팀이 핵융합에 사용가능한 신소재를 개발했다는 소식을 발표하여 핵융합계의 주목을 받았습니다.

 

 마치 칵테일을 제조하듯 여러 금속 분말을 혼합하는 금속 제조 기술을 통해 텅스텐에 다량의 금속을 동시에 혼합하여 기존의 텅스텐보다 경도와 강도가 2배 이상 향상된 신소재 합금을 제조하는 데 성공한 것입니다.

 

 류교수 연구팀은 몰리브덴, 니오븀 같은 일부 원소들은 핵융합 반응시 발생하는 중성자와 반응하여 오히려 방사능을 발산하는 역효과를 고려하여 대신 크롬, 티타늄 등을 첨가하였고 이를 통해 경도 향상 뿐 아니라 제조 공정의 촉진, 방사화 방지 등의 효과도 얻을 수 있었다고 전하고 있습니다.

 

 기존에도 핵융합로의 대면재로 텅스텐에 소량의 금속을 첨가해 물성을 개량하는 방법들이 사용되어 왔으나, 류교수팀은 금속 분말의 종류, 용량 등에 변화를 주어 적절한 소재를 얻기 위한 새로운 접근 방식을 제시하였다는 점에서 의미있는 연구로 평가됩니다.

 

 앞으로도 연구팀은 고온 기계적 특성과 더불어 열전도도, 플라즈마 상호작용 등 핵융합로의 다양한 특성들을 고려하여 최적의 합금 조성을 찾기 위한 연구를 계속 진행할 예정이라고 합니다.

 

 국가핵융합연구소는 이번 사례를 통해 핵융합 난제들을 풀기 위한 창의적이고 다양한 시도들이 더욱 활발하게 이루어지기를 기대하며, 인류의 미래를 위한 핵융합에너지 상용화를 위해 곳곳에서 의미있는 성과들을 도출하고 있는 많은 연구자들에게 응원의 마음을 전합니다!

 

<연구를 통해 제조된 텅스텐 기반 고강도 신합금> 

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