핵융합은 연구자들이 다양한 각도에서 접근하고 있는 믿을 수 없을 정도로 복잡한 과학적 문제를 연구중이며, Zap Energy는 덜 알려진 접근방식 중 하나를 통해 파장을 일으키기 시작했다. 시애틀에 기반을 둔 스타트업은 Z-핀치 핵융합 기술의 주요 이정표를 달성했으며 현재 이 실험적 형태의 에너지를 그리드로 가져오기 위해 확장할 수 있는 차고 크기의 모듈식 원자로를 통해 상용화를 실현하기 위해 노력하고 있다. .
핵융합 연구는 강한 열과 압력이 결합하여 원자핵이 함께 융합하여 에너지를 방출하는 플라즈마를 생성하는 태양 내부의 과정을 재현하는 것을 목표로 한다. 이 분야의 많은 노력은 믿을 수 없을 정도로 복잡한 자기장을 사용하여 도넛 모양의 원자로 또는 꼬인 고리 모양의 원자로 내부에 이러한 플라즈마 스트림을 정지시키는 데 집중되어 있으며, 이것이 시작될 세계 최대 핵융합 원자로인 ITER 의 게임 이름이 될 것입니다. 10년 후반에 운영된다.
Z-pinch는 매우 다른 방향을 제시하지만 궁극적으로 더 저렴하고 효율적으로 입증될 수 있다. Z-핀치 시스템은 값비싼 자기 코일과 값비싼 차폐 재료의 복잡한 웹 대신 플라즈마 자체 내에서 생성되는 전자기장에 의존하기 때문이다. 이것은 상대적으로 짧은 기둥 내부에 플라즈마를 고정하고 핵융합이 일어나기에 충분히 뜨겁고 조밀해질 때까지 플라즈마를 "핀치"한다.
2019년에 우리는 1950년대에 시작된 이래 Z-핀치 기술을 괴롭혀온 불안정성 문제에 대한 해결책을 제시한 워싱턴 대학교 과학자 그룹의 작업 을 살펴보았다. 전단 축류(sheared axial flow)로 유체 역학에서 알려진 것을 사용하여 팀은 역사적으로 붕괴를 유발하는 팽창과 왜곡을 방지하기 위해 플라즈마 흐름을 부드럽게 하는 방법을 시연했다.
한편, 해당 연구의 저자 중 한 명인 Uri Shumlak은 2017년 Zap Energy를 공동 설립하여 Z-핀치 융합 기술을 현실로 만들기 위해 이 전단 축류 기술을 활용하려고 했다. 지난주 복장은 핵심을 달성했다. FuZE-Q라고 하는 프로토타입 원자로 내부에 최초의 플라즈마를 만드는 여정의 이정표가 되었다.
Zap Energy의 최고 과학 책임자인 Shumlak은 "Z-pinch는 오랫동안 핵융합을 달성하기 위한 매력적인 방법이었지만 수년 동안 연구자들은 Z-pinch의 플라즈마 불안정성을 극복할 수 없는 도전으로 간주했다. “우리는 전단 흐름이 융합 플라즈마를 안정화할 수 있고 안정성이 상업적으로 실행 가능한 규모로 확장되어야 함을 시뮬레이션과 실험을 통해 보여주었다. Zap Energy 팀은 특히 최근 팀 및 투자 증가와 함께 이 기술이 실험실 외부로 이동한 이후 빠른 발전을 이루었다."
팀은 이전에 프로토타입 원자로가 처리할 수 있는 가장 높은 전류인 500kA의 플라즈마를 시연했다. 그러나 전류가 높을수록 플라즈마는 더 뜨겁고 밀도가 높아지므로 이를 염두에 두고 차세대 FuZE-Q는 650kA의 전류를 수용하도록 설계되었다. 팀의 과학적 모델링은 이것이 장치에서 나오는 에너지가 장치를 작동하는 데 필요한 것보다 큰 손익분기점(Q=1이라고 함)이 발생하는 지점임을 나타낸다.
Zap Energy의 최고기술책임자인 Brian A. Nelson은 "FuZE-Q는 우리가 구축한 4세대 Z-pinch 장치이며 의심할 여지 없이 가장 야심찬 제품이다. "우리는 더 높은 전류, 온도 및 밀도로 진입함에 따라 중요하게 될 다양한 방식으로 유연하고 탄력적이며 조정 가능하도록 설계했다."
Zap Energy 팀은 미화 1억 6천만 달러 규모의 시리즈 C 자금 조달 라운드를 마감했으며, 이는 융합 에너지 형태를 시장에 출시하기 위한 노력을 더욱 강화할 것이다. 다른 접근방식에서 볼 수 있듯이 값비싼 자석이나 고출력 레이저 가 필요하지 않으므로 회사는 차고에 들어갈 만큼 충분히 작은 대량 제조 원자로를 사용하여 이를 달성할 계획이다. 이러한 모듈식 장치는 원격 커뮤니티에 전력을 제공하기 위해 배치되거나 도시 전체에 에너지를 제공하기 위해 결합 및 확장될 수 있다.
"실용적인 에너지원이 되려면 Q=1을 훨씬 넘어서야 하지만, 지구에 변화를 주기 위해 제 시간에 그리드에서 핵융합을 하고 싶다면 작고 저렴한 플랫폼에서 빠르게 반복할 수 있는 능력이 필요하다.”라고 Zap Energy의 Benj Conway 사장이 말했다. "우리는 다른 접근방식보다 훨씬 빠른 속도로 시스템을 설계, 구축 및 테스트할 수 있으며 손익분기점의 반대편에 필요할 기술을 동시에 연구하고 있다."
출처: Zap Energy
