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[IT뉴스]레이저 핵융합 중요지표 중성자, 하나씩 세지 않고 파악

온카뱅크관리자

2026-10-05 10:37:26

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="H8Qwkau5ii">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="0769d6675454af5d22cd8e9f744ef21ba6084999b9eacc450992c9ee0e5ab17d" dmcf-pid="X6xrEN71MJ" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="레이저-클러스터 핵융합 실험 구성도. 중수소 클러스터에 고출력 레이저를 조사해 핵융합 반응을 일으키고 이 과정에서 발생한 약 2.45메가일렉트론볼트(MeV)의 중성자를 검출기로 측정하는 실험이다. GIST 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/05/dongascience/20261005103400976daqc.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="Y5Qwkau5RL" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/05/dongascience/20261005103400976daqc.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            레이저-클러스터 핵융합 실험 구성도. 중수소 클러스터에 고출력 레이저를 조사해 핵융합 반응을 일으키고 이 과정에서 발생한 약 2.45메가일렉트론볼트(MeV)의 중성자를 검출기로 측정하는 실험이다. GIST 제공
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          </figure>
          <p contents-hash="8fbb26b6c72a89539acb52cfac6fcd73ddde47d8ee4bb9e56a12cf8fc074f9a0" dmcf-pid="ZPMmDjzted" dmcf-ptype="general">국내 연구팀이 레이저 핵융합 과정에서 동시에 다량 발생하는 중성자를 헤아릴 새로운 방법을 제시했다. 중성자를 하나하나 세는 대신 중성자가 나오지 않는 경우를 제외해 전체 중성자 발생량을 측정하는 아이디어다.</p>
          <p contents-hash="dde7e82641d81ef06085965704bafaa68dc2505214752a1e29aa1d3e488c46f4" dmcf-pid="5QRswAqFJe" dmcf-ptype="general"> 광주과학기술원(GIST)은 방우석 물리·광과학과 교수팀이 레이저 핵융합 실험에서 중성자가 하나도 검출되지 않은 경우의 비율을 이용해 전체 중성자 발생량을 역으로 계산하는 새로운 분석 방법을 제시했다고 5일 밝혔다. 연구결과는 9월 28일(현지시간) 국제학술지 '뉴클리어 퓨전'에 공개됐다.</p>
          <p contents-hash="f9056b8da2a61bfbd894a9ed92d55bf5e7250bc5a47281af149fe753cfb6dc68" dmcf-pid="1xeOrcB3RR" dmcf-ptype="general"> 핵융합은 가벼운 원자핵들이 결합해 더 무거운 원자핵을 만드는 반응이다. 태양을 포함한 별(항성)이 에너지를 생성하는 주요 원리다. 핵융합 과정에서는 전기적으로 중성을 띠는 기본입자인 중성자가 방출된다. 중성자 수는 핵융합이 얼마나 많이 일어났는지 보여주는 직접적인 지표 중 하나다.</p>
          <p contents-hash="974e535a4bf1d00837a5e08d2b43acb24efce17fed29c11ab3fff368ee5445b1" dmcf-pid="tMdImkb0JM" dmcf-ptype="general"> 레이저 핵융합은 고출력 레이저를 이용해 핵융합 반응을 일으키는 방식으로 짧은 시간 동안 중성자가 발생하기 때문에 여러 중성자가 검출기에 거의 동시에 도달한다. 각 중성자 신호가 겹치면 개별 신호를 하나씩 세기 어렵기 때문에 실제 중성자 수를 과소평가할 수 있다.</p>
          <p contents-hash="9ba2269cfaccd267968e433cdc5db2b26cf6ac66601b6575dff07bde9dbc1037" dmcf-pid="FRJCsEKpMx" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 중성자가 몇 개 검출됐는지 구분하는 대신 각 레이저 실험을 '중성자가 하나도 검출되지 않은 우경우'와 '하나 이상 검출된 경' 두 가지로만 구분했다. 중성자가 전혀 검출되지 않은 실험의 비율과 중성자 한 개당 검출 확률로 전체 핵융합 중성자 발생량을 계산하는 접근법이다.</p>
          <p contents-hash="00fb4762d10ea74607ddc36be57707327b446d8fc6da886649d423dec966e6bf" dmcf-pid="3eihOD9UnQ" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 일반적인 수소(H)보다 질량이 무거운 중수소(D)로 이뤄진 분자들이 덩어리로 뭉쳐 있는 중수소 클러스터에 100테라와트(TW, 전력의 단위)급 고출력 레이저를 쏘아 핵융합 반응을 일으켰다. 강한 레이저를 중수소 클러스터에 쏘면 급격히 이온화되면서 중수소 이온들이 빠르게 튀어나와 서로 부딪치면서 핵융합 반응이 일어난다. 이때 약 2.45메가전자볼트(MeV, 에너지의 단위)의 중성자가 발생한다.</p>
          <p contents-hash="99969595a391d7332e1444cb7bf2d1c8d2a212fbea2410640d4606a73088a416" dmcf-pid="0dnlIw2uMP" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 레이저 세기를 조절하며 중수소 이온 온도를 변화시키며 실험을 반복하고 각 조건에서 중성자가 하나도 검출되지 않은 경우의 비율을 이용해 중성자 발생량을 계산했다. 실험 결과 이온 온도가 높아질수록 중성자 발생량이 증가했다. 레이저를 한번 쏠 때 약 100개에서 10만개까지 중성자가 발생했다.</p>
          <p contents-hash="5bb18512d7001419d1f0f242c2ccabe44eeda3440930457d7f1fb5b22323c8f8" dmcf-pid="pzboiMXSR6" dmcf-ptype="general"> 중성자 1개가 만드는 평균 신호를 기준으로 중성자 발생량을 계산하는 기존 분석방법과 비교한 결과 두 방법으로 계산한 중성자 발생량이 부합한다는 점이 확인됐다. 예상되는 중성자 발생량에 따라 검출기의 거리 등을 조절하면 정해진 실험 횟수 내에서 측정 오차를 줄일 수 있다는 측정 조건도 제시됐다.</p>
          <p contents-hash="5445d831236b136f7967491165558a1f6fa2765b900857d9060e3497c87a1b6d" dmcf-pid="UqKgnRZvM8" dmcf-ptype="general"> 방 교수는 "레이저 핵융합 실험에서는 여러 중성자가 거의 동시에 검출되면서 신호가 겹쳐 개별 중성자를 구분하기 어렵다"며 "겹친 신호를 어떻게 분리할 것인가에 집중하기보다 중성자가 하나도 검출되지 않은 경우에 주목해 전체 중성자 발생량을 측정하는 새로운 분석 방법을 제시했다"고 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="7a580c7275a4ddf13d6786d2aaf3a37294bea7fe2f4d39cf826c50aa251b37a7" dmcf-pid="uB9aLe5TL4" dmcf-ptype="general"> &lt;참고 자료&gt;<br> - doi.org/10.1088/1741-4326/aea4c4</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="9a060ac97d58c9b39ae58fb8b5f5802869645572054c419b36ba68f2f02f8f1a" dmcf-pid="7b2Nod1yif" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="왼쪽부터 방우석 GIST 물리·광과학과 교수, 노유환 석박사통합과정생. GIST 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/05/dongascience/20261005103402267vmki.jpg" data-org-width="550" dmcf-mid="GWudM8yOJn" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/05/dongascience/20261005103402267vmki.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            왼쪽부터 방우석 GIST 물리·광과학과 교수, 노유환 석박사통합과정생. GIST 제공
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="d9863736a5e82963018585e05126ef27f00986ca6d4cf18101f2cc47ae0b0db6" dmcf-pid="zKVjgJtWRV" dmcf-ptype="general">[이병구 기자 2bottle9@donga.com]</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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