ACMF

1. 개요[편집]

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Antimatter Catalyzed Micro-Fission
반물질 점화 소규모 핵분열 방식

2. 상세[편집]

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향후 우주탐사를 위해서 펜실베니아 주립대학교에서 연구하고 있는 추진방식이다. 전체적인 개요는 오리온 프로젝트와 유사하게, 핵미사일을 로켓에 실어두고 뒤로 쏘아가며 추진하는 이른바 핵 펄스 추진(Nuclear Pulse Propulsion) 방식이지만 세부적인 구현 방식에 차이가 있다. 반물질을 추진력으로 사용하는 방식은 아니며, 핵물질의 점화장치로만 사용한다.

핵폭발의 반동을 추진력으로 사용하는 오리온 프로젝트는 현실적으로 유일한 외우주 탐사 추진 방식이긴 하지만, 몇몇 예상되는 단점이 있다. 추진 시점마다 점화해야 할 핵물질의 크기를 작게 할 수 없기 때문에(임계질량을 초과해야 한다), 로켓 크기가 필연적으로 커지는 단점이 있다. 또한, 추진은 핵분열이 일어나야만 가능하므로 추진횟수는 제한되어 있으나, 개별 추진시 가속도는 유인탐사의 경우 인체가 견딜수 있는 2~4G 이상을 넘기지 않도록 관리되어야 한다.

ACMF의 기본점은 핵분열의 기폭을 반물질을 통해서 함으로써, 개별 핵물질의 크기를 작게 만들어 개별 폭발의 강도를 조절하는데 있다. 오리온 프로젝트가 크게 몇방 터트려서 추진하는 것이라면, ACMF는 작은 핵폭탄을 스트리밍으로 터트리면서 추진하는 방식이다. 또한, 언젠가는 고갈될 수 있는 핵분열 물질 대신 핵융합을 이용한 추진도 가능하게 한다.

기본적인 구성은 1mg 분량의 반양성자와 100g 정도의 핵물질(핵분열은 플루토늄, 핵융합은 중수소-삼중수소)를 한 곳에 준비한다. 물론 반양성자는 액체 헬륨으로 냉각하고 자기장으로 물질과 접촉하지 않도록 관리되어야 하며, 폭발이 필요한 시점에 반양성자를 핵연료로 전송한다. 반양성자는 수소원자핵을 만나면, 감마선을 발생시키면서 서로 가까워지다가 만나는 순간 소멸하며 다량의 감마선과 운동에너지를 발생시킨다. 주위의 원자핵들이 운동에너지를 받아 중성자들이 주변으로 마구 이동하게 되면 주변 핵연료들이 핵융합을 일으켜 추진하게 된다.

반물질 점화장치는 로켓의 크기를 줄이는데 큰 역할을 할 수 있는데, 오리온 프로젝트에서 개별 폭탄을 텔러-울람 설계의 수소폭탄으로 제작하게 되면 기폭장치인 플루토늄만 최소 25kg 이상을 사용해야 해서 로켓의 크기가 필연적으로 커질 수밖에 없다는 문제점이 있으나, ACMF를 사용하면 ICAN-II의 경우 엔진과 추진체 크기가 625톤, 페이로드 82톤으로 예상된다. 즉 소규모 탐사단을 탑재한 로켓으로 제작이 가능할 것이다. ICAN-II의 예상 성능은 화성까지 편도로 30일에 도달할 수 있을 것으로 보인다.

다만 이 방식의 현실적인 문제점은 반물질의 확보인데, CERN 같은 곳에서나 극히 미량 생산되는 (실제로는 연구중에 부산물로 발생하는) 것이 현재 인류가 얻을 수 있는 반물질의 전부이기 때문이다.