뉴질랜드 회사, 무한 핵융합 에너지에 한 걸음 더 다가가다

(CLO) 뉴질랜드 수도 웰링턴의 창고에서 한 스타트업이 새로운 유형의 핵융합로를 이용해 지구의 별 에너지를 재현하려 하고 있습니다.

핵융합 에너지란 무엇인가?

이 회사의 목표는 핵융합을 생산하는 것입니다. 핵융합은 현재 세계의 핵 에너지와 정반대 반응을 통해 생성되는 사실상 무한한 청정 에너지의 한 형태입니다.

즉, 원자를 분열하는 대신 핵융합은 태양이 에너지를 생성하는 것과 같은 방식으로 원자를 결합한다는 의미입니다. 이 과정은 우주에서 가장 풍부한 원소인 수소를 이용해 강력한 에너지 흐름을 만들어냅니다.

뉴질랜드 웰링턴에 있는 OpenStar Technologies의 핵융합로. 사진: OpenStar Technologies

이번 달 초, OpenStar Technologies는 약 30만도의 과열 플라즈마를 생성했다고 발표했습니다. 이는 핵융합 에너지를 생산하는 데 있어 중요한 진전입니다.

OpenStar의 설립자이자 CEO인 라투 마타이라(Ratu Mataira)는 "최초의 플라즈마는 정말 중요한 순간이었습니다."라고 말했습니다. 이는 회사 시스템이 작동하고 있음을 보여주는 이정표였기 때문입니다.

그는 회사가 이를 달성하는 데 2년이 걸렸고 약 1,000만 달러가 투자되었으며, 목표는 핵융합 에너지 기술을 더 저렴하고 빠르게 만드는 것이라고 덧붙였다.

오픈스타는 핵융합 에너지에 대한 연구 개발을 추진하는 소수의 신생 기업 중 하나로, 아직 완전히 검증되지는 않았지만 에너지원을 상용화하는 것을 목표로 합니다.

핵융합 산업 협회에 따르면, 핵융합 에너지 회사들은 71억 달러 이상의 자금을 유치했습니다. 하지만 전문가들은 앞으로의 길이 여전히 길고 험난할 것이라고 경고합니다.

핵융합은 태양과 다른 별에 에너지를 공급하는 것과 동일한 과정으로, 종종 깨끗한 에너지의 "성배"라고 불립니다. 사실상 무한하고, 환경을 오염시키지 않으며, 오늘날의 원자력 발전소에서 일어나는 핵분열 반응과 같은 위험한 방사성 폐기물을 생성하지 않습니다.

이는 점차 심각해지는 기후 위기에 대처하는 데 있어 엄청난 진전입니다. 새로운 인프라를 크게 구축하지 않고도 안정적이고 지속적인 에너지를 공급할 수 있습니다. 즉, 우리는 현재 생활을 방해하지 않고도 깨끗한 에너지로 전환할 수 있다는 의미입니다.

하지만 지구에서 핵융합 에너지를 생성하는 것은 매우 큰 도전입니다.

새로운 융합 기술

가장 흔한 기술에는 토카막이라고 알려진 반응기가 포함되는데, 여기에는 해수에서 쉽게 발견되는 중수소와 리튬에서 추출한 삼중수소라는 두 가지 형태의 수소 가스가 충전됩니다.

토카막 내부의 온도는 1억 5천만 도에 달하는데, 이는 태양의 핵보다 10배 더 뜨겁습니다. 이러한 극한의 온도에서 수소 동위 원소는 플라스마 내에서 서로 충돌하여 융합하고 엄청난 양의 에너지를 생성합니다.

토카막의 자기 코일은 플라즈마가 장치 벽에 닿지 않도록 하는 데 도움이 됩니다.

하지만 OpenStar의 기술은 그 반대입니다. 자석 내부에 플라즈마가 있는 대신, 플라즈마 내부에 자석이 있습니다.

OpenStar 원자로 내부의 애니메이션. 사진: OpenStar Technologies

원자로에는 약 16피트 너비의 진공 챔버 내부에 강력한 자석이 매달려 있습니다. 이러한 배열은 지구 자기장과 같은 자연 현상에서 영감을 받았습니다.

물리학자 하세가와 아키라는 1980년대에 목성 주변의 플라스마에 대한 연구를 바탕으로 이 개념을 소개했습니다. 이러한 원리를 적용한 최초의 기계는 MIT에서 컬럼비아 대학과 협력하여 제작되었고, 2004년에 가동을 시작했지만 2011년에 중단되었습니다.

마타이라 씨는 "이 반응기의 장점은 실험을 빠르게 반복하고 성능을 매우 빠르게 개선할 수 있다는 점입니다."라고 말했습니다. 토카막과 비교했을 때, 오픈스타의 기술은 고장이 발생할 경우 수리가 더 간단하고 쉽습니다.

OpenStar는 1,200만 달러를 모금했으며, 향후 2~4년 내에 두 개의 프로토타입을 더 만드는 것을 목표로 더 큰 규모의 자금 조달 라운드를 준비하고 있습니다.

핵융합 에너지는 점점 더 실현 가능해지고 있습니다

OpenStar는 지난 5년 동안 등장한 수많은 퓨전 스타트업 중 하나일 뿐입니다. 중국, 미국, 한국 등의 나라도 ​​핵융합로에 대한 연구와 건설을 강화하고 있으며, 모두 일정한 성공을 거두었습니다.

한국핵융합에너지연구원의 '인공태양'으로 불리는 한국초전도토카막연구시설(KSTAR)입니다. 사진: AFP

컬럼비아 대학의 제럴드 나브라틸 교수는 "이 분야는 매우 빠르게 성장하고 있어서 개인 투자자들이 이 기술의 연구 개발을 가속화하기 위해 기꺼이 투자할 의향이 있습니다."라고 말했습니다.

토카막 기술 분야를 선도하는 Commonwealth Fusion Systems가 20억 달러 이상을 모금했습니다. 그 사이, OpenStar와 Zap Energy와 같은 다른 회사들은 더욱 독특한 접근 방식을 추구하고 있습니다. Zap Energy는 전기 펄스를 사용하여 플라즈마를 생성하는 소형의 확장 가능한 반응기 개발에 집중하고 있습니다.

이 분야의 회사들은 "핵융합 에너지는 언제쯤 준비될까?"라는 질문에 대한 답을 제공하고 있습니다. 오픈스타는 6년을 예측합니다. Commonwealth Fusion은 2030년 초라고 밝혔습니다. Zap Energy도 비슷한 답변을 내놓았습니다.

그러나 영국 원자력청은 심각한 과학적, 기술적 과제로 인해 핵융합 에너지의 상용화는 이번 세기 후반까지는 불가능할 것이라고 밝혔습니다.

나브라틸은 때때로 스타트업이 "자신들이 할 수 있는 일을 과장하는" 경향이 있다고 말합니다. 이론에서 실천으로 옮기는 것, 특히 안전하고 신뢰할 수 있는 에너지 시스템을 구축하는 것은 엄청나게 복잡한 과정입니다.

그럼에도 불구하고 마타이라는 핵융합 에너지 개발 경쟁이 회사들이 서로에게서 배우고 함께 일해 진전을 가속화할 수 있는 활발한 경쟁 환경을 조성할 것이라고 믿고 있습니다.

하트랑 (CNN에 따르면)

출처: https://www.congluan.vn/cong-ty-new-zealand-tien-gan-toi-nang-luong-nhet-hach-vo-han-nho-cong-nghe-moi-post323721.html