우리나라의 새로운 에너지. 급급하다! ! !

달은 < P > 가 글로벌 경제의 급속한 발전에 따라 에너지 소비가 급속히 증가하면서 석탄, 석유, 천연가스 등 전통적인 화석 에너지가 고갈될 위험에 처해 있다는 희망을 전해 전문가들에 따르면 전통 화석 연료는 금세기 중반까지 유지될 수 있을 것으로 전망했다. < P > 인류는 이미 백방으로 태양열, 수력, 풍력, 바이오에너지에서 새로운 대체 에너지를 찾았다. 이러한 에너지는 모두 중요하지만 전문가들은 모두 한계가 있다고 생각한다. 태양 에너지의 에너지 흐름 밀도가 너무 낮아 낮과 밤, 청우, 계절의 변화에 따라 대규모의 공업에너지가 되기가 어려워 가정과 특별한 요구만 충족시킬 수 있다. 수력이 증가하는 속도는 에너지 증가 속도를 따라가지 못하며 생태와 바이오체인에 헤아릴 수 없는 영향을 미친다. 풍력, 지열, 조석 에너지의 자원과 이용에도 한계가 있어 미래의 에너지 개발에는 큰 역할을 하지 않는다. 바이오에너지는 대규모로 사용할 수 있는 재생에너지이지만, 재생 속도도 에너지 소비 증가의 수요를 따라잡기 어렵다. 이에 따라 사람들은 원자력으로 눈을 돌렸고, 먼저 원자폭탄에 사용된 핵분열 물질인 우라늄 -235 나 플루토늄 -239 로 핵분열 발전을 희망하고 있다. 많은 선진국에서는 원자력 발전이 매우 빨라서 프랑스의 원자력 에너지가 전체 에너지의 7% 이상을 차지한다. 우리나라 원자력 발전 기간이 길지 않아 원자력 운행기의 설치 용량은 전국 발전 설치 용량의 1.59% 에 불과하고, 누적 발전량은 총 발전량의 2.3% 에 불과하며, 국가 계획은 발전력을 증가시켜야 하며, 향후 15 년 동안 적어도 매년 대형 원자력 발전소 건설을 비준해야 한다. 하지만 핵분열 발전용 연료는 한계가 있기 때문에 핵오염과 핵안전은 효과적으로 통제할 수 있지만 항상 마음이 편치 않다. 198 년대 전 소련 체르노빌 원전 사고 이후 많은 선진국 원전 사업의 발전이 상당한 기간 동안 정체되어 최근 몇 년이 되어서야 완화되었다. < P > 는 현재 연구개발에 힘쓰고 있는 핵융합 발전, 글로벌 프로젝트 중 하나는' 국제열원자로' 로 유럽연합과 중국, 미국, 일본, 한국, 러시아, 인도 등이 잇따라 참여해 2 여 년이 지난 지금 어려운 공방 단계에 접어들고 있다. 사람들은 이를' 인공태양' 에 비유해' 21 세기 사람들이 후손에게 물려준 기념비' 라고 부르며 3 년에서 5 년 사이에 상업화 응용을 위해 노력하고 있다. < P > 이런 방식으로 전기를 생산하는 것은 현재 주로 바닷물에서 추출한 중수소와 삼중수소를 연료로 활용하는 것을 고려하고 있는데, 이런 연료는 당연히 충분하고, 무궁무진하며, 쓸 수 있다. 그러나, 삼중 수소 자체는 방사능을 가지고 있으며, 삼중 수소 핵 반응 과정에서 핵융합 에너지의 발생과 함께 대량의 고에너지 중성자를 생성하는데, 이는 핵반응장치에 심각한 방사능 손상을 일으켜 이 난제를 해결하기가 매우 어렵기 때문에, 이 연구개발의 진척 속도에 영향을 미치고, 가장 좋은 연료는 헬륨 -3 이고, 지구의 헬륨 -3 은 극히 희소하여 총량이 몇 톤에서 1 여 톤에 불과하다고 추정한다 < P > 사람들이 고된 탐구를 진행하면서 달의 암토 샘플 연구에서 희소식이 전해졌다. 이 암토에는 헬륨 -3 이 많이 함유되어 있다. < P > 헬륨 -3 이 지보 < P > 헬륨 -3 이 된 것은 헬륨의 동위원소로 양성자 두 개와 중성자 한 개를 함유하고 있다. 플루토늄에 비해 깨끗하고 효율적이며 안전한 핵융합 발전의 연료이다. 융합 반응의 에너지가 크다. 융합 반응은 주로 고에너지 양성자를 생성하는데, 강력한 중성자 방사선을 형성하지 않아 환경 보호에 더욱 유리하다. 그 자체로는 방사능이 없을 뿐만 아니라 반응 과정에서 중성자를 늦추지 않고, 분열물질이 없고, 쇠퇴 여열이 적고, 수리와 부품 교체가 쉽고 통제하기 쉬워 국제핵융합계의 주목을 받고 있다.

달의 헬륨 -3 은 태양풍에서 나온다. 태양풍은 9% 의 양성자 (수소핵), 7% 의 고에너지 입자 (헬륨핵) 와 소량의 다른 원소의 핵으로 이루어져 있으며, 헬륨 -3 은 태양풍 중의 고에너지 입자이다. 달에는 자기장의 간섭과 대기의 장벽이 없으며 태양풍 입자의 흐름은 달 표면에 직접 닿아 달의 암토에 의해 "흡착" 된다. 달이 형성된 지 4 억여 년이 지났는데, 유성과 미세유성의 잦은 충돌로 인해 달의 암토가 끊임없이 휘젓고 튀고, 세로 방향과 가로 방향으로 완전히 혼합되어 헬륨 -3 을 흡착하는 암토도 점점 두꺼워지고 있다. 월해 지역에서는 최소 9 ~ 1 미터 두께이고 월륙 지역에서도 4 ~ 5 미터 두께입니다. < P > 달의 지름은 3476 킬로미터이고 표면적은 38 만 제곱킬로미터로, 지구 표면적의 14 분의 1 로 중국 육지의 약 4 배에 해당하지만 달은 전문가들에 의해' 태양풍 입자 수집기' 라고 불린다. 달의 헬륨 -3 매장량은 약 1 만 톤에서 5 만 톤으로 추산되며, 심지어 5 억 톤으로 추정되는 사람들도 있다. 지구의 대기와 천연가스에도 소량의 헬륨 -3 이 있어 핵반응에서도 헬륨 -3 이 생성되지만, 지구 전체의 매장량은 달의 매장량과 같지 않아 지구 인류에게 유혹이 되고 있다. < P > 전문가들의 추산에 따르면 1 ~ 15 제곱킬로미터 범위 내에서 깊이가 3 미터인 달암토를 발굴하고 가공하면 약 1 톤의 헬륨 -3 을 추출할 수 있어 1 년 동안 1 만 킬로와트의 발전기를 확보할 수 있을 것으로 전망된다. 헬륨 -3 1 킬로그램을 태울 때마다 19 메가와트의 에너지가 생성되는데, 모스크바시의 조명용으로 6 년 넘게 충분하다. 미국의 우주왕복선으로 왕복 운송하면 한 번에 2 톤의 액화 헬륨 -3 으로 운반할 수 있어 미국의 1 년 동안 전기를 공급할 수 있다. 우리나라는 매년 약 1 톤의 헬륨 -3 만 있으면 연간 에너지 수요를 충족시킬 수 있다. 전 세계의 현재 에너지 수요 수준에 따르면, 1 년에 1 톤의 헬륨 -3 이 전 세계의 소비를 충족시킬 수 있는데, 이 헬륨 -3 은 1 년에 우주왕복선으로 3 ~ 5 회 운송하면 충분하다. 이런 추산에 따르면 달의 헬륨 -3 은 지구에 수천 년 혹은 수만 년을 쓸 수 있다. < P > 전문가들은 달에서 헬륨 -3 을 채굴하고 지구로 반송하는 데 드는 비용을 비교 분석한 결과, 발전량이 같은 상황에서 달의 헬륨 -3 을 사용하는 데 드는 비용은 현재 원자력 발전소 발전 비용의 1% 에 불과하다는 결론을 내렸다. 현재의 유가를 기준으로 헬륨 -3 톤당 4 억 ~ 1 억 달러에 달하는 것은 정말 달의 값진 보물이다. < P > 는 헬륨 -3 을 이용하여 < P > 달의 헬륨 -3 매장량이 이렇게 풍부하며 헬륨 -3 을 이용한 핵융합 발전은 이렇게 큰 우세성을 가지고 있어 각국 전문가들이 수많은 구상을 내놓았다. < P > 첫 번째 비전은 달에 헬륨 -3 채굴공장을 설립하고 채굴 가공된 헬륨 -3 을 지구로 운송하여 전기를 생산하는 것이다. < P > 사람들은 지구에서 굴착기, 컨베이어 벨트, 운반차, 분류 선별설비 등 채굴 설비를 달에 운송하고 달에 헬륨 -3 이 풍부한 지역을 선택해 채굴 가공 공장을 건설해야 한다. 먼저 달의 암토를 발굴해 산산조각 내고, 진공 가열 가스난로에 넣고, 6 C 까지 가열하면 헬륨의 9% 이상이 방출된다. 헬륨 -3 과 헬륨 -4 를 함유한 헬륨을 분리장치에 넣어 분리처리하면 순도가 99.99% 인 헬륨 -3 을 얻을 수 있다. 헬륨 -3 액화를 하면 지구로 운반할 수 있습니다. 추출, 분리 및 액화 과정에서 달의 태양열과 일교차가 큰 등 특수한 자연환경을 최대한 활용해 비용을 합리적으로 낮출 수 있다. < P > 헬륨 -3 을 채굴하여 가공한 후 현재 우주왕복선과 크기가 비슷한 유인운송선으로 지구와 달 사이를 오가며 헬륨 -3 운송을 할 수 있으며 한 번에 2 톤에서 3 톤의 액체 헬륨 -3 을 실어 지구로 돌아갈 수 있다. 지구에는 미국 위스콘신 대학에서 설계한 토카막 헬륨 -3 핵융합 원자로가 세워져 핵융합 발전을 할 수 있다. 물론, 이 원자로의 많은 기술들은 아직 연구 개발 중이다. 하지만 프랑스 과학자들은 최근 23 년에 헬륨 -3 을 이용해 핵융합을 발전시키고 상업화를 실현할 수 있다고 발표했다. < P > 2 종 구상은 달에 헬륨 -3 핵융합 발전소를 건립해 현지에서 전기를 생산하고 지구로 돌려보내는 것이다. < P > 헬륨 -3 운송의 번거로움을 줄이고 에너지 공급 비용을 절감하기 위해, 지구상 실험용 성숙한 핵융합 발전 설비를 달에 보내 달에 직접 원자력 발전소를 건설하고 헬륨 -3 전기를 현지에 이용할 계획이다. 이 거대한 전력은 달기지 사용을 제외하고 대부분 레이저나 마이크로파를 통해 근지 궤도에 있는 에너지 중계위성으로 전달되며, 중계위성은 여전히 레이저나 마이크로웨이브로 지구전력수신소로 전송되고, 지구전력수신소에서 전 세계 사용자들에게 분배된다. 달에 원자력 발전소를 건설하는 것은 핵 누출로 인한 오염과 안전 문제를 걱정할 필요가 없다. < P > 세 번째 구상은 헬륨 -3 을 직접 사용하거나 헬륨 -3 을 채굴하는 과정에서 생성된 수소를 로켓과 우주선의 연료로 사용하는 것이다. < P > 달에는 대기의 영향이 없어 달의 중력도 지구의 6 분의 1 에 불과하며, 달은 앞으로 화성 등 다른 행성에 탐사선과 우주선을 발사하기에 이상적인 장소로 이용된다. 여기서 발사 창구를 기다릴 필요가 없습니다. 필요한 로켓 추진력도 지구에서 발사되는 6 분의 1 에 불과합니다. 앞으로 달에서 채굴 가공된 헬륨 -3 은 로켓이나 우주선의 연료로 직접 사용될 수 있고, 지구상의 유인 우주선도 달에 가서 헬륨 -3 을 연료로 충전한 다음 화성이나 다른 행성으로 날아갈 수 있다. 동시에, 달의 토양에서 1 톤의 헬륨 -3 을 추출할 때마다 63 톤의 수소를 얻을 수 있고, 수소도 로켓의 연료가 될 수 있다. < P > 에너지기지가 < P > 과학기술이 발전함에 따라 달의 헬륨 -3 을 이용한 개발에 대한 구상은 점점 더 다채로워지고, 더욱 상세해지고, 최종 관행에 가까워지며, 결코 종이담병이나 공중누각이 될 수 없다. 그리고 달에 에너지 기지를 건립하는 것은 헬륨 -3 을 이용하는 것 뿐만 아니라 달의 태양열도 광범위한 개발 이용 전망을 가지고 있다. < P > 달의 태양열은 매우 풍부하다. 대기의 영향이 없기 때문에 태양복사는 몸을 쭉 뻗을 수 있고, 매년 달 범위에 도달하는 태양복사 에너지는 12 조 킬로와트에 달하며, 현재 지구에서 1 년 동안 소비되는 각종 에너지원의 총 에너지의 2 만 5 천 배에 해당한다. 현재 매우 성숙한 광전 변환 기술을 채택하여 달에서 태양열 발전을 하는 것이 비교적 쉽고, 토지 점유에 대해 걱정할 필요가 없고, 달에 태양 전지판을 무제한으로 설치할 수 있다. < P > 많은 전문가들은 달에서 태양열 발전을 이용하는 것에 대해 깊은 관심을 가지고 있다. 전문가들은 광전률이 2% 인 태양열 발전기로 평방미터당 태양전지로 시간당 2.7 킬로와트시를 생산할 수 있고, 1 평방미터의 배터리를 사용하면 시간당 27 킬로와트시의 전기를 생산할 수 있다고 측정했다. 이러한 전기도 레이저나 마이크로파를 통해 중계위성으로, 지구 전력 수신소로, 전 세계 사용자들에게 전달될 수 있다. < P > 달의 낮과 밤이 모두 지구의 날인 14 일에 해당한다는 점을 감안하면 태양발전소는 태양조명 시간이 긴 양극 지역에 우선적으로 건설될 수 있다. 달 기지 건설이 발전함에 따라 태양열 발전소의 배치도 전반적으로 시험할 수 있다. 어떤 것은 달의 정면에 건설되고, 어떤 것은 달의 뒷면에 건설되어 글로벌 병렬 태양열 발전소를 형성하고, 태양열 발전소와 원자력 발전소는 네트워킹을 실시할 수 있다. (윌리엄 셰익스피어, 태양열 발전소, 원자력 발전소, 원자력 발전소, 원자력 발전소, 원자력 발전소, 원자력 발전소, 원자력 발전소) 이렇게 하면 달 기지용 전기를 원활히 공급할 수 있을 뿐만 아니라, 원활히 지구에 전기를 공급할 수 있다. < P > 상상할 수 있는 미래에는 헬륨 -3 채굴 가공공장, 핵발전소, 태양열 발전소로 구성된 달 에너지 기지가 달의 긴 밤을 빛나게 할 뿐만 아니라 달의 개발과 활용에 강력한 동력을 가져다 줄 뿐만 아니라 지구의 에너지 승계에 헤아릴 수 없는 공헌을 할 수 있으며, 인류가 화성 등 다른 행성으로 날아가는 데 힘을 불어넣을 수 있다.

미래의 달을 바라보는 것은 인간이 감상할 수 있는' 아이스휠' 이 아니라 우주 전체의 개발과 활용을 촉진하는 강력한 거대한 바퀴다