원자력 에너지로 만들어지는 열 에너지로 물을 끓여서 터빈을 돌리고 있는 방식의 발전방식이
1세대 원전이라면, 2세대 원전은 열 에너지로 전위차를 발생시켜 전기를 흐르게 하는 발전방식이야.
지금 2세대 원전, 3세대 원전이라고 말하는것은 사실 세대 교체가 안이루어진 개량 수준이지.
세대를 넘었다고 볼수없어.
2세대 원전은 초전도체 열전소자 원자력 발전소가 될텐데,
원자력 에너지로 만들어진 열로 전위차를 발생시켜, 전류가 흐르도록 하는 방식이지.
열전소자 한 부분을 냉각해, 초전도체로 만들어 전위를 높여두고,
다른 한 부분을 원자력 에너지의 열로 가열해 전위를 낮춘뒤 외부회로를 연결하면
전위가 낮은 곳에서 높은곳으로 전기가 흐르는 원리지.
이 기술을 가능하게 만드는 핵심 기술은 크게 2가지인데,
첫번째는 열 전도는 이루어지지 않지만 전기가 흐르도록 하는 진공관을 만드는거야.
빨간색 부분에 부분에 가열을 진행하면서, 온도가 높아지게 되면서 P-1과 N-1의 온도가 높아지는데,
전위가 낮아지게 되지.
그리고 P-2와 N-2를 냉각해서 -200도~-280도까지 낮춰 초전도체가 되도록 만드는거야.
그러면 전위차이가 대폭 커지게 되는데,
이때 노란색 부분을 서로 분리하고, 그 사이를 진공상태로 만드는거야.
열이 전도되지 않으나 전류는 흐르도록 설계하는게 핵심인데,
온도 차이를 만들어서 전위차를 만들고, 외부 회로와 연결한 상태에서
진공관 안에 전자를 쏘아주기 되면 전류가 전자 형태로 방출되면서 흐르는 양이 점차 증가하게 되지.
전압과 전류량은 전위차에서 결정되는데,
한 쪽은 1000도~2000도까지 높이고 한 쪽은 -280도 까지 낮춘 상태를 두면 전류가 전위차 만큼 더 빠르게 흐르게 되지.
진공관을 통과한 전자가 초전도체에 닿으면 전기 저항이 없기 때문에 열을 전달하지 않고,
전류로 전환되어 흐르기 시작하고, 에너지 감소 없이 빠르게 흐르는데, 전압이 높게 유지되는거야.
전기를 사용하면 전류량이 점점 감소하는데, 이때부터 뜨거운 힛팅 부분의 온도가 낮아지기 시작하는거지.
열 에너지가 전기로 전환되는거야.
전위 차이를 계속 유지하는게 핵심인데,
이때까지 원자력 발전은 발생한 열로 물을 끓여 터빈을 돌렸다면,
초전도체 열전 소자 발전소는 원자력 열 에너지로 전위차이를 만들어,
열을 손실 없이 전자의 운동에너지로 전환하는거지.
이 그림은 초전도체 열전소자 분리된 부분을 이어준 진공관인데,
A에서 진공관 끝 부분에 1나노 코팅으로 흐르는 전류가 고압상태로 전환되어,
B 진공안에서 전자를 방출하고, 그 전자가 C에 닿아 끌려들어가면서 순환되는거지.
이 흐름을 만들기 위해서, 인위적으로 내부에 전자를 쏘아줄수도있어.
마찬가지로 진공관 외부에 반사코팅을 해서 다른 방향으로 튄 전자가 C에 닿으면 흡수되도록 만드는거지.
진공관의 크기를 줄이고 병렬로 연결하고, 초전도체 열전소자를 크기를 줄여 여러개로 병렬로 연결하고,
고농축 우라늄 20%에서 만들어진 원자력 에너지로 일정 온도를 유지하게 되면 열 에너지 효율 99% 원자력 발전소가 만들어지는거야.
특히 냉각 부분은 초전도체가 되고 진공관으로 열 전도가 이루어지지 않아 -280도를 계속 유지하는게 핵심이지.
고 에너지를 가진 전자파가 초전도체에서 열로 전환되지 않고 직류가 되어 흐르면서 계속 흐르는거지.
만약에 -280도 냉각된 부분이 초전도체가 풀려,
전기 저항을 가지게 되면 전류가 흐르면서 열에너지가 발생하는데,
그러면 열 에너지는 더 높아지고 전위차이가 작아지면서
전류의 흐르는 힘이 약해지게 되지.
그러면 열을 전기로 전환되는 효율이 낮아지게 되는거야.
현재 인류는 열 에너지를 제대로 사용하지 못하고있어.
낭비되고 있는 에너지가 엄청나다는거지.
하지만 이 초전도체 열전 소자 발전소는 온도 차이로 전위차를 만들어 열을 전자를 흐르도록해서 전기를 만드는건데
한계를 완전히 해결하고 한 단계 도약한 혁신 그 자체인 원전이라고 할수있어
열을 보존하면서 작은 원전으로 원전 수십개 수백개의 에너지를 생산할수있는거지.
열 방출이 제한되어있는 우주선에 장착하기에 매우 적합한 원전 모델이고,
열 10도~2000도 사이의 열을 가지고 전기를 만들수있어.
열 효율 99%의 원전은 궁극의 원전으로 인류에게 무한한 에너지를 줄꺼야
