[일반] 분열-융합 펄스 엔진

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Z-Pinch 현상(전류가 긴 플라즈마에 흐를 때 플라즈마가 전류가 흐르는 축 안쪽 방향으로 압축되는 현상, 로렌츠 힘 생각해보면 됨)으로 금속 펠렛을 압축시켜서 관성 가둠 핵융합 반응을 일으킴.

증폭핵분열탄과 비슷하게 핵물질 안에 수소가 들어 있는 모양의 펠렛을 사용하고 원리도 비슷함.

핵분열 물질이 압축되면서 중성자가 나오면 그 중성자로 수소핵융합 반응이 일어나고, 다시 중성자가 핵분열 물질을 때리면서 펠렛 내의 핵물질이 거의 대부분 핵분열을 일으킴.

일반적으로 핵폭탄의 핵물질 연소율은 1%~5% 정도고 mag orion같이 비슷하게 z pinch를 이용해서 연소 효율을 높이는 것도 있음.

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z-machine라는 비슷한 실험용 기계가 미국 샌디아 연구소에 있음

https://www.sandia.gov/z-machine/

https://www.sandia.gov/app/uploads/sites/194/2022/01/VanArsdallPulsedPower072984p.pdf

얘는 새장처럼 생긴 펠렛 사용하는데 사진을 못찾겠음

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옆의 그래프에서 x축은 핵융합 물질 밀도(g/cm^2) * 펠렛 지름인데 이 값이 작을수록 더 작고 더 밀도가 낮은 펠렛을 만들 수 있는데, 그래프를 보면 ICF(관성 가둠 융합) 방식보다 핵분열 라이너를 포함한 MIF가 더 작아도 에너지는 더 크다는 걸 알 수 있음. 핵분열 물질이 질량 당 에너지 밀도는 핵융합에 밀려도 반응 당 에너지는 더 많기 때문에 있을 수 있는 일임.

물론 핵분열 물질이 자연에 훨씬 적게 있다는 걸 생각해야겠지만, 아직 핵분열의 도움을 받지 않고는 핵융합을 할 수 없음.

어짜피 중수소-삼중수소 핵융합이면 방사능은 똑같이 나오니까 딱히 고려대상은 아님.

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