중수소 융합

중수소 융합(重水素融合, Deuterium fusion)은 수소의 동위원소인 중수소(²H 또는 D) 원자핵들이 융합하여 더 무거운 원자핵을 형성하는 핵융합 반응의 일종이다. 핵융합은 두 개 이상의 원자핵이 합쳐져 더 무거운 원자핵을 형성하는 과정으로, 이 과정에서 질량 결손에 따른 막대한 에너지가 방출된다.

중수소 융합은 태양과 같은 별의 내부에서 일어나는 주된 에너지 생산 메커니즘 중 하나는 아니지만, 더 높은 온도와 압력 조건 하에서는 중요한 에너지원이 될 수 있다. 특히, 삼중수소(³H 또는 T)와 중수소의 융합 반응(D-T 융합)은 핵융합 연구에서 가장 유망한 반응 중 하나로 여겨진다. 그 이유는 다른 핵융합 반응에 비해 상대적으로 낮은 온도에서 일어나며, 높은 에너지 방출 효율을 보이기 때문이다.

중수소 융합 반응의 대표적인 예시는 다음과 같다.

• D + D → T + p + 4.03 MeV (중수소 + 중수소 → 삼중수소 + 양성자 + 에너지)
• D + D → ³He + n + 3.27 MeV (중수소 + 중수소 → 헬륨-3 + 중성자 + 에너지)
• D + T → ⁴He + n + 17.6 MeV (중수소 + 삼중수소 → 헬륨-4 + 중성자 + 에너지)

위 반응식에서 D는 중수소, T는 삼중수소, p는 양성자, n은 중성자, ⁴He는 헬륨-4, ³He는 헬륨-3를 나타낸다. MeV는 메가전자볼트(Megaelectronvolt)로, 에너지의 단위이다.

중수소 융합은 미래 에너지원으로서의 잠재력이 매우 높다. 중수소는 바닷물에 풍부하게 존재하므로, 사실상 무한한 에너지 자원이라고 할 수 있다. 따라서, 중수소 융합 기술이 상용화되면 에너지 고갈 문제 해결에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 현재 전 세계적으로 핵융합 에너지 개발을 위한 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 국제핵융합실험로(ITER)와 같은 대규모 연구 프로젝트를 통해 중수소 융합의 실현 가능성을 높이고 있다.