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상온 핵융합은 다양한 관점에서 전 세계 연구자들이 다루고 있는 복잡한 과학적 문제입니다. 시애틀 스타트업 Zap Energy는 조금 더 특이한 접근 방식을 취합니다. 차고보다 크지 않은 모듈식 원자로를 개발하는 것을 목표로 합니다. 회사는 이제 개발에서 중요한 단계를 밟았습니다.

비싼 자석이 필요하지 않습니다

융합 연구의 목표는 태양에서 일어나는 과정을 모방하는 것입니다. 그곳에서 엄청난 온도와 똑같이 엄청난 압력이 결합되어 원자핵이 함께 융합되어 에너지를 방출하는 플라즈마를 생성합니다. 대부분의 접근 방식은 복잡한 자기장을 사용하여 원자로에서 플라즈마를 고정하는 데 중점을 둡니다. 이 원칙을 기반으로 한 대표적인 프로젝트가 프랑스의 ITER 원자로입니다.

Z-pinch 기술을 사용한 Zap Energy의 접근 방식은 장기적으로 더 저렴하고 효율적임을 증명할 수 있는 또 다른 방법입니다. 그다지 복잡하지 않고 큰 자석에 의해 생성되는 복잡한 자기장 대신 Z-pinch는 플라즈마 자체에서 생성되는 전자기장에 의존합니다. 이 전자기장은 상대적으로 작은 원자로에 플라즈마를 고정시켜 융합이 가능하도록 충분히 압축 및 가열합니다. 이것이 스타트업의 계획입니다.

프로토타입을 통한 혁신

2019년 워싱턴 대학의 연구원들은 1950년대 개발 이후 Z-핀치 기술을 괴롭힌 불안정성 문제에 대한 해결책을 찾아 머리를 돌렸습니다. 팀은 유체 역학의 원리인 축 방향 전단 흐름을 사용했습니다. 그들의 도움으로 연구원들은 플라즈마 흐름을 안정화하고 흐름 붕괴로 이어질 수 있는 팽창과 변형을 방지하는 방법을 시연했습니다.

이 연구의 저자 중 한 명은 2017년 Zap Energy를 설립한 Uri Shumlak입니다. 그의 야심찬 계획은 축 방향 전단 흐름을 사용하여 Z-pinch 기술을 구현하는 것입니다. 지난주에 그와 그의 회사는 돌파구를 마련했습니다. Zap Energy 팀은 프로토타입 원자로인 FuZE-Q에서 최초의 플라즈마를 생성할 수 있었습니다.

새로운 프로토타입은 더 높은 전압을 가능하게 합니다.

†Z-핀치는 오랫동안 핵융합을 달성하는 매력적인 방법이었지만 수년 동안 연구자들은 Z-핀치의 플라즈마 불안정성을 극복할 수 없는 도전으로 여겼습니다. 우리는 시뮬레이션과 실험을 통해 전단 전류가 융합 플라즈마를 안정화할 수 있고 안정성이 상업적으로 실행 가능한 규모로 확장되어야 함을 보여주었습니다. Zap Energy 팀은 특히 팀의 최근 성장 및 투자와 함께 이 기술이 실험실을 떠난 이후 급속한 발전을 이루었습니다. Zap Energy의 최고 과학 책임자인 Shumlak은 말했습니다.

지금까지 팀은 전기 전압이 500kamps인 플라즈마만 허용하는 이전 원자로 프로토타입에 의해 제한을 받았습니다. 전압이 높을수록 플라즈마는 더 뜨겁고 밀도가 높아집니다. 반면 후속 FuZE-Q 프로토타입은 최대 650킬로암페어의 전압을 처리할 수 있습니다. 팀의 과학적 모델은 이것이 원자로를 가동하는 데 필요한 에너지가 원자로에서 생산되는 에너지보다 적은 지점이라고 주장합니다. 이 점을 “Q=1″이라고도 합니다.

핵융합 에너지에 1억 6천만 달러

†FuZE-Q는 우리가 구축한 4세대 Z-pinch 장치이며 틀림없이 가장 야심 찬 장치입니다. Zap Energy의 최고 기술 책임자인 Brian A. Nelson은 더 높은 흐름, 온도 및 밀도로 이동함에 따라 매우 중요한 여러 가지 방법으로 다용도, 탄력성 및 조정 가능하도록 설계했습니다.

스타트업 팀은 최근 소형 핵융합 원자로를 시장에 출시하기 위한 노력을 지원하기 위해 1억 6천만 달러 규모의 시리즈 C 투자 라운드를 마감했습니다. 값비싼 자석이나 고출력 레이저에 의존하지 않고 나중에 대량 생산할 수 있는 원자로를 차고 크기로 줄이기를 희망하고 있다. 모듈식 장치는 원격 커뮤니티에 전기 에너지를 공급하는 데 사용할 수 있습니다. 또는 전체 도시에 공급하기 위해 결합하고 확장할 수 있습니다.

†실용적인 에너지원이 되려면 Q=1을 훨씬 넘어야 하지만 지구에 변화를 주기 위해 적시에 그리드에서 융합하고 싶다면 작고 ​​저렴한 플랫폼에서 빠르게 반복할 수 있는 능력은 절대적으로 중요합니다. 우리는 다른 접근 방식보다 훨씬 더 빠른 속도로 시스템을 설계, 구축 및 테스트할 수 있으며 Zap Energy의 에너지 사장인 Benj Conway가 말했습니다.

By admin1

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