TAE가 세상을 만든다

우리는 이전에 이 캘리포니아 회사와 핵융합 발전 분야에서의 인상적인 진전과 야심찬 계획에 대해 이야기한 적이 있습니다. 미화 12억 달러 이상의 투자를 바탕으로 TAE는 3천만 °C(5400만 °F)에서 플라즈마를 유지하도록 설계된 Norman이라는 5세대 핵융합 장치의 결과를 예정보다 일찍 달성했습니다. 이미 7,500만 °C(1억 3,500만 °F)를 돌파했습니다.

회사가 수소-붕소를 사용하는 이유, 프로세스가 삼중수소 기반 설계와 어떻게 다른지, TAE 프로토타입 캡이 있는 실린더 핵융합로의 설계, 장점 및 진화에 대한 많은 배경을 보려면 2022년 TAE 인터뷰 스토리를 확인하세요. 수억도의 온도가 수소-붕소 원자로의 한계를 줄이지 못하는 이유를 정확히 알아내기 위해 TAE는 2030년대 초반까지 삼중수소 원자로가 요구하는 것보다 몇 배 더 높은 수십억도 이상의 플라즈마 봉쇄를 목표로 하고 있습니다.

오늘 TAE는 자기적으로 제한된 플라즈마에서 세계 최초의 수소-붕소 융합 측정을 기록한 저명한 저널 Nature Communications에 동료 검토 논문이 게재된 것을 축하합니다. 이는 매우 구체적인 이유가 있습니다. 저자들은 HB 융합이 이미 레이저 생성 플라즈마와 빔-표적 융합을 통한 입자 가속기에서 측정되었다는 점에 주목했습니다. 그러나 이러한 환경은 HB 핵융합과 그 생성물이 원자로에서 사용할 것과 같이 자기적으로 갇힌 플라즈마에서 어떻게 작동하고 증식하는지에 대해 TAE에게 많은 것을 말해 줄 수 없습니다.

이 실험은 세계 최대의 초전도 플라즈마 감금 장치와 세계에서 두 번째로 큰 별 모양 장치인 LHD(Large Helical Device, LHD)의 본거지인 일본 국립 핵융합 과학 연구소(NIFS)와의 파트너십의 일환으로 수행되었습니다.

수소-붕소 융합을 추구하도록 특별히 설계된 것은 아니지만 이 프로젝트는 LHD가 이미 붕소나 질화붕소를 플라즈마에 주입하는 시스템을 갖추고 있다는 사실을 활용했습니다. 일반적으로 격납 용기의 벽을 조절하고, 불순물을 제거하고, 난류를 줄이고, 플라즈마 가두기를 개선하고, 플라즈마의 전자 밀도를 높이는 방법으로 주입됩니다. 하지만 팀은 붕소가 중간에도 축적되고 있다는 것을 깨달았습니다. 고에너지 양성자가 플라즈마에 발사될 때 측정 가능한 양의 HB 융합이 예상될 수 있을 만큼 충분한 밀도의 플라즈마.

그래서 TAE는 LHD 챔버에서 HB 융합으로 인해 발생하는 알파 입자(또는 헬륨 핵)를 감지하기 위해 PIPS(Passivated Implanted Planar Silicon) 감지기를 기반으로 하는 시스템을 구성했습니다. 그리고 당연히 PIPS 기계는 붕소 주입과 고에너지 양성자 빔이 모두 켜져 있을 때 150배 이상 더 많은 알파 입자 펄스를 감지했습니다.

TAE Technologies의 CEO인 Michl Binderbauer는 “이 실험은 우리에게 작업할 수 있는 풍부한 데이터를 제공하고 수소-붕소가 유틸리티 규모의 핵융합 발전에 자리잡고 있음을 보여줍니다.”라고 말했습니다. “우리는 당면한 물리학 문제를 해결할 수 있다는 것을 알고 있습니다. 그리고 이 비방사성, 풍부한 연료에 의존하는 혁신적인 새로운 형태의 무탄소 에너지를 세상에 전달합니다."

이러한 성격의 연구는 무엇보다도 융합 이득을 증가시키는 방법을 찾기 위해 계속될 것입니다. 그리고 TAE는 "10년 중반"에 예정된 "코페르니쿠스" 원자로를 통해 자체 장치를 계속해서 반복할 예정이며 TAE는 작동하는 데 필요한 것보다 더 많은 에너지를 수확할 수 있을 것으로 기대합니다. 회사는 2030년대 초반까지 자사의 "다빈치(Da Vinci)" 기계가 가동될 것으로 예상하고 있으며, 이는 그리드에 연결되어 전력을 공급하는 세계 최초의 프로토타입 HB 융합 발전소가 될 것이라고 밝혔습니다.

아래 비디오에서 TAE와 그 계획에 대해 자세히 알아보세요.

이 논문은 Nature Communications 저널에 공개되어 있습니다.

출처 : 태