중수소-삼중수소 핵융합

Deuterium–tritium fusion
중수소-삼중수소 핵융합 반응

중수소-삼중수소 핵융합(, D+T)은 하나의 중수소 핵이 하나의 삼중수소 핵과 융합하여 하나의 헬륨 핵, 하나의 자유 중성자, 그리고 17.6 MeV의 에너지를 제공하는 핵융합의 일종입니다. 핵융합 장치에 대한 가장 잘 알려진 핵융합 반응입니다.

이러한 유형의 핵융합에 필요한 반응물 중 하나인 삼중수소는 방사성입니다. 핵융합로에서는 리튬으로 만든 '육종 담요'가 원자로 벽에 놓여 있는데, 리튬이 에너지가 넘치는 중성자에 노출되면 삼중수소가 생성되기 때문입니다.

개념.

중수소-삼중수소 핵융합에서 하나의 중수소 핵은 하나의 삼중수소 핵과 융합하여 하나의 헬륨 핵, 자유 중성자 및 약 0.02 AMU에서 파생된 17.6 MeV를 생성합니다.[1] 얻은 에너지의 양은 질량-에너지 관계로 설명됩니다. = 2 {\displaystyl E = mc^{2}}. 에너지의 80%(14.1 MeV)는 중성자의 운동 에너지가 됩니다. 1 ⁄6 광속.

D+T와 중성자+4의 질량 차이그는 핵의 질량 결함과 결합 에너지 사이의 관계를 설명하는 반경험적 질량 공식에 의해 설명됩니다.

반응물 소싱

바닷물에 들어 있는 수소 원자 5,000개 중 1개 정도가 중수소여서 쉽게 얻을 수 있습니다.[1][2]

그러나 삼중수소는 방사성 동위원소이므로 자연적으로 공급하기가 어렵습니다. 이것은 더 쉽게 구할 수 있는 리튬을 삼중수소 핵을 생성하는 에너지 중성자에 노출시킴으로써 피할 수 있습니다.[1][2] 또한 중수소-삼중수소 반응 자체가 자유 중성자를 방출하여 리튬을 폭격하는 데 사용할 수 있습니다.[3] 리튬으로 구성된 '육종 블랭킷'은 종종 핵융합로의 벽을 따라 배치되어 중수소-삼중수소 융합 과정에서 생성된 자유 중성자가 반응하여 더 많은 삼중수소를 생성합니다.[4][5] 이 과정을 삼중수소 번식이라고 합니다.

핵융합로에 사용

중수소-삼중수소 융합은 ITER 뿐만 아니라 다른 [4]많은 제안된 융합 원자로에도 사용될 계획입니다. 최소 온도가 1억도로 비교적 낮기 때문에 다른 유형의 융합에 비해 많은 이점을 제공합니다.[6]

참고 항목

참고문헌

  1. ^ a b c "Nuclear Fusion". Georgia State University. Retrieved January 29, 2021.
  2. ^ a b Lanctot, Matthew. "DOE Explains...deuterium–tritium Fusion Reactor Fuel". Department of Energy. Retrieved April 12, 2021.
  3. ^ Cowley, Steve. "Introduction to Fusion Part I." (PDF). SULI. Retrieved January 30, 2021.
  4. ^ a b "Fueling the Fusion Reaction". ITER. Retrieved February 12, 2021.
  5. ^ "Tritium: a challenging fuel for fusion". EUROfusion. November 8, 2017. Retrieved February 16, 2021.
  6. ^ Schneider, Ursula (August 1, 2001). "Fusion: Energy of the Future". International Atomic Energy Agency. Retrieved February 13, 2021.