청정에너지 역사를 만드는 7개 핵융합 스타트업

2073년의 편지: 50년 전, 핵융합 에너지는 터무니없는 몽상이었습니다. 이제는 모든 것에 힘을 실어줍니다. 삼중수소 박사는 여러분을 핵 번영의 선구자로 안내합니다.

마크 버겐(Mark Bergen)과 에릭 로스톤(Eric Roston)

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Zap의 원자로는 대부분의 핵융합 스타트업과 달리 레이저나 자석을 사용하지 않습니다. 원자로 노심은 길고 좁은 원통형이다. 진공 챔버(아래) 내부에서는 전류가 수소 가스의 전자를 제거하여 고에너지 플라즈마를 생성합니다. 챔버를 통해 아래쪽으로 추진됩니다. 플라즈마 구름은 붕괴되어 기둥으로 변하고 그것을 가두어 응축시키는 자기장을 생성할 만큼 강력한 전류를 뿜어냅니다.

이 회사의 토카막 버전은 사과 심처럼 생겼습니다. 이는 강력한 토로이달 자기장(기본적으로 도넛 모양 자석 세트)을 사용하는 구형 기계의 일부입니다. 일부 고온 초전도체와 함께 작동하는 이 자석은 플라즈마를 포함하고 중성자를 수확합니다. 더 컴팩트한 장치는 다른 모델보다 플라즈마를 조작하는 데 더 저렴하고 우수하다고 Tokamak은 말합니다.

Marvel은 엄청난 양의 레이저에 의존하고 있습니다. 짧은 레이저 빔은 처프 펄스 증폭(Chirped Pulse Amplification)이라는 방법으로 챔버 내부에서 매우 빠르게 늘어나고 압축된 다음 수소와 붕소의 혼합물인 Marvel의 연료로 채워진 반응기로 발사됩니다. 주요 경쟁사보다 어린 Marvel은 2023년까지 연구실 이상으로 확장하지 않았습니다. 그러나 회사는 2,000회 이상의 실험을 수행했으며 연말까지 첫 번째 시설을 열 계획이었습니다.

General은 거대하고 미래 지향적인 증기 기관을 만들었습니다. 반응 과정은 공동을 형성하기 위해 격렬하게 회전하는 액체 금속(납과 약간의 리튬)으로 채워진 거대한 탱크에서 시작됩니다. 그런 다음 피스톤이 수소 플라즈마를 펌핑하여 섭씨 1억도 이상으로 가열합니다. 회사는 폭발물을 사용하여 테스트를 실시합니다. CEO인 Greg Twinney(왼쪽 아래)는 "이제 우리는 이를 폭파하지 않고 반복적으로 작동할 수 있는 기계에서 수행해야 합니다"라고 말합니다. Michel Laberge(오른쪽 아래)는 최고 과학 책임자입니다.

회사는 두 대의 새로운 기계를 개발 중입니다. 2030년대 초반으로 계획된 다빈치는 그리드에 전력을 공급하는 상용 모델이다. 동시에 EV 충전 속도를 높이고 수명을 연장하는 전력 회사와 복잡한 암 치료에 과학을 적용하는 TAE Life Sciences의 분사로 바쁘게 움직이고 있습니다.

이 스타트업이 계획하고 있는 원자로의 렌더링은 거대한 바벨(아래)과 비슷합니다. 양쪽 끝에 있는 탱크는 연료 혼합물인 중수소와 헬륨-3을 가열하여 플라즈마 고리를 생성합니다. 그런 다음 이들은 시속 백만 마일에 달하는 속도로 서로를 향해 발사되고 자석으로 압축되어 반응을 촉발합니다. 자기-관성 융합이라고 불리는 이 방법은 대형 토카막이나 증기 사이클보다 에너지를 더 효율적으로 활용할 것이라고 Helion의 최고 비즈니스 책임자인 Scott Krisiloff는 말합니다.

Commonwealth Fusion Systems는 MIT에서 분사한 회사입니다. 그 장치는 Dennis Whyte 교수의 융합 디자인 수업에서 프로젝트로 시작되었습니다. 2015년 정식 논문으로 다듬어졌고 Whyte는 회사의 공동 창업자가 되었습니다. CFS는 자기밀폐형 원자로를 건설하고 있다. 공동 창립자이자 최고 과학 책임자인 Brandon Sorbom이 설명하는 토카막은 도넛 모양의 자석으로, 도넛에 감겨 있는 이발사의 막대처럼 표면 주위에 나선형 필드가 있습니다.