나고야 대학의 와타나베 토모히코 교수, 일본 원자력 연구 개발 기구의 우물 무라 야스히로 연구 주간, 핵융합 과학 연구소의 이시자와 아키히로 조교 등을 중심으로 한 연구 그룹은 슈퍼 컴퓨터 「쿄」를 이용한 연구로, 핵융합 플라즈마 내부의 전자와 이온 사이에 발생하는 상호 작용의 메커니즘을 밝혔다.

 핵융합 반응은 물질을 구성하는 원자의 핵에서 에너지를 꺼내는 방법입니다.현재의 원자력 발전에 사용되고 있는 방법은 거대한 원자핵을 분열시킴으로써 에너지를 꺼내기 위해서 많은 방사성 폐기물을 만들어 냅니다.반면 핵융합은 수소 원자와 같은 작은 원자핵을 융합시켜 에너지를 꺼냅니다.이 때문에 방사성 폐기물이 적게 억제되는 것 외에, 꺼낼 수 있는 에너지가 큰, 제어 불능이 되면 반응이 멈추는 등의 이점이 있습니다.한편으로 반응을 일으키기가 어렵기 때문에 아직 실현에 이르지 않았습니다.

 핵융합 반응의 방식 중, 옛부터 연구되고 있는 것이 자기 구속이라고 하는 방법입니다.강력한 자기를 사용하여 플라즈마를 좁은 노 안에 갇혀 1억도의 고온을 만들어 원자핵을 융합시키는 방법입니다.이 메커니즘의 해명을 위해서는 플라즈마에 포함된 전자와 이온이 어떻게 상호작용을 조사할 필요가 있다.그러나 매우 작은 전자와 거대한 이온의 상호 작용을 조사하려면 매우 큰 컴퓨터 시뮬레이션을 수행해야합니다.연구 그룹은 '교'의 높은 연산 성능을 최대한 활용함으로써 이들을 정확하게 시뮬레이션하는 데 성공했습니다.플라즈마 한정의 성능을 측정하는 기술의 큰 진보를 기대할 수 있습니다.

 핵분열반응을 이용한 원자력발전의 계속에 의문이 생기는 가운데, 핵융합반응은 인류가 에너지 문제에 맞서는 하나의 대답이 될지도 모릅니다.이번 연구 성과는 핵융합 발전의 실현에 공헌할 것입니다.이와 같이 인류의 미래를 연결하기 위해 '교'는 과학현상을 해석하고 있습니다.

출처 :【일본 원자력 연구 개발 기구】핵융합 플라즈마 중의 난류가 만들어내는 멀티 스케일 상호작용―슈퍼 컴퓨터 「쿄」에서 얻어진 새로운 발견―

나고야 대학

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