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안녕 게이들아. 오늘은 재미있는 계산을 해볼까한다.
바로 핵융합에 관한건데 꿈의 에너지라는 핵융합의 마지막 실험장인 ITER를
지금 프랑스 카다라쉬에서를 짓고있다.
ITER -International Thermonuclear Experimental Reactor (국제 열핵융합실험로)
아따 으리으리 하노? 총 공사비가 12조원이 넘는다.
2020년도에 완공해서 실험작동을 시작으로 D-T(중수소-삼중수소) 핵융합이 성공하게되면
2040년도 핵융합 발전기 데모버전을 짓고, 2050년도에 전기를 공급할 계획이라고 하더라.
근데 맨날 꿈의 에너지, 희망의 에너지, 석유의 몇 만배, 원자력의 몇 십배라고만 말하니
노무노무 답답하더라.
씨발 비유는 허벌나게 하면서 정작 중요한 얼마나 발전용량은 왜 알려주지를 않노?
그래서 팩트게이정신으로 머리굴려가며 열심히 계산 해봤다.
일단 삼중수소와 중수소가 융합후 나오는 나오는 에너지를 알아보자.
위 그림처럼 삼중수소와 중수소가 핵융합을 하면 중성자(neutron)하나가 빠져나오면서
14.1 MeV(메가전자볼트)만큼의 에너지가 나온다.
전자볼트는 전자의 운동에너지를 나타내는데 수치가 높을수록 전자가 좆나 빠르게 움직인다는거지.
근데 고작 중성자 한개의 에너지다보니 보통의 전기단위인 W(와트)로 나타내기에도 노무노무 작다.
그래서 단위를 삼중수소와 중수소 원자에서 1 kg으로 바꿨음.
한쌍의 삼중수소와 중수소의 무게는 3.0160492 u + 2.01410178 u = 5.03015098 u 이다.
여기서 'u'는 원자의 질랑 단위인데 그 정의는 1 u = 1/(1000*아보가르도수) kg 이고,
아보가드로 수는 1 mol에 담겨있는 입자의 갯수를 나타내는데, 6.02214129 × 1023라고 정의 한다.
위 식을 1 kg = 1 u * (1000*아보가르도수) 로 변환하고, 원자의 질량 : 갯수 비례식을 이용해
1 kg = 1u * (1000*아보가르도수) = 5.03015098 u * 생성된 중성자의 갯수
생성된 중성자의 갯수 = 1u * (1000*아보가르도수) / 5.03015098 u ≒ 1.1972 * 1026 가 나온다.
마지막으로 생성된 중성자의 갯수에 각 중성자의 운동에너지를 곱하면 약 1.68806 * 1032 eV.
eV를 와트로 환산하면 < 75.13 GWh > 가 나온다.
근데 사실 이건 순수한 열용량을 나타낸거고, 증기발전효율이 반 쪼금 안되면 36 GWh정도 나오겠다.
보통 원자력발전소 1호기의 발전용량이 보통 7500GWh이고, 한국 전력소비량이 23만GWh이다.
연간 2천톤 정도만 태우면 우리나라이 모든 전기수요를 가망할 수 있고,
중수소는 바닷물에서 추출하고, 삼중수소는 리튬에 방사능을 쬐어 얻을 수 있다.
3줄 요약
1. 1 kg의 삼중수소와 중수소의 핵융합은 약 36 Gwh의 전기를 발전한다.
2. 연간 2천톤만 태우면 대한민국의 모든 전기수요를 감당할 수 있다.
3. 핵융합 응딩이 따숩다.