관성 핵융합의 군사적 의의와 고에너지밀도 플라즈마 시뮬레이션 결과

변상민¹^{, *} ; 나용수²

1서울대학교 원자핵공학과 박사과정
2서울대학교 원자핵공학과 교수

Inertial Confinement Fusion in Defense and High Energy Density Plasma Simulation Result

Sangmin Byun¹^{, *} ; Yong-Su Na²

1Ph.D course student, Dept. of Nuclear Engineering, Seoul National University
2Professor, Dept. of Nuclear Engineering, Seoul National University

Correspondence to: ^*Sangmin Byun Tel: +82-2-880-8336 Fax: +82-2-880-8336 E-mail: bluemetal7@snu.ac.kr

초록

핵융합을 위한 대표적인 방법으로 자장가둠, 관성가둠,중력가둠이 있다. 이 중 수소폭탄 기술인 관성 핵융합은 군사적인 잠재성으로 인하여 미국, 러시아와 같은 선진국의 국가 연구소에서 오랜 기간 연구가 이루어졌다. 그러나 국내의 경우 해외 연구결과의 기밀성과 여러 제약으로 연구기반이 미비한 실정이다. 작금(昨今)의 한반도의 안보 환경과 현실화된 핵 위협을 고려하면 관성 핵융합 연구는 국가 차원의 지지(支持)와 노력이 필요하다. 본 연구는 관성 핵융합의 전반을 소개하고 고에너지밀도 플라즈마 현상과 연관된 레이져, 세선(細線) 폭발 플라즈마에 대하여 소개하였다. 더불어 자기유체역학 코드를 이용하여 레이져 폭발, 세선(細線) 폭발 플라즈마 거동을 모사하였다.

Abstract

Magnetic confinement, inertial confinement, and gravitational confinement are widely known for realizing nuclear fusion. Among them, Inertial confinement fusion(ICF), which is the origin of the hydrogen bomb, have been widely performed by several representative national laboratories such as Lawrence Livermore Laboratory(US), Lebedev Physical Institute(Russia), etc, for a long history. However, ICF in domestic is rarely studied due to the confidentiality and other various restriction. Considering the present nuclear threat in the Korean peninsula and national security environment, ICF should be actively studied and supported in the meaning of national security. The paper briefly outlines the origin of ICF and introduce high energy density plasma(HEDP), describes the laser ablation and wire implosion plasma. Also, pertinent simulation result using resistive MHD code will be shown with governing equation and physics model. Finally, the applications of ICF in defense will be introduced and underly the potential of the application in defense.

Keywords:

ICF, HEDP, Magneto-Hydrodynamic

키워드:

관성 핵융합, 고에너지밀도 플라즈마, 자기유체역학

Acknowledgments

본 연구는 서울대학교와 국방과학연구소의 지원으로 수행되었습니다.

본 논문은 해군과학기술학회 2019년 추계학술대회 발표논문을 기반으로 작성되었습니다.

References

Tammy Ma, “ICF on the NIF(National Ignition Facility)” 2019 HEDS summer school, 2019
D.-K. Kim et al, “Magnetohydrodynamics Simulation of Tungsten Wire in Wire-Array Z Pinch”, Contrib. Plasma Phys. 50, No. 2, 2010. 115 – 120, [https://doi.org/10.1002/ctpp.201010025]
D.-K. Kim et al, “MHD Simulation of Wire Ablation and Implosion in Wire-Array Z Pinch” ICOPS, 2010