나는 상업 핵융합 발전에 필요한 거대한 도전에 대해 상당히 포괄적으로 이해하고 있습니다. 이것이 내가 용융염 핵분열에 대해 더 낙관적인 이유입니다. 나는 이것을 두 개의 비디오로 설명하려고 노력한다. 그러나 이것은 복잡한 주제입니다. 나는 이것을 가능한 한 명확하고 간략하게 여기에서 진술하려고 노력할 것이다.
상업 핵융합에서 얼마나 멀리 떨어져 있습니까?
기술 혁신이 여전히 필요하다고 생각합니다. 최근 수십 년간의 핵융합 작업은 Tokomak 프로젝트(ITER, JET 및 한국의 Tokomak 및 중국 Tokomak)가 주도했습니다. Tokomak은 도넛 모양의 자기장에서 핵융합 플라즈마를 보유합니다. 프로젝트가 몇 초 동안 핵융합을 생성하려는 시도로 구축되는 데 몇 년이 걸리며 핵융합은 실제 순 에너지에서 대략 1000배 떨어져 있습니다.
전력을 생산하기 위해 핵융합을 개발하려는 많은 방법이 있습니다. 단일 값 시작 핵융합 실험이 순 검정력에 얼마나 가까운지 알려주기 위해: 핵융합 삼중 곱. 삼중 생성물은 융합 플라즈마의 세 가지 속성의 곱입니다.
n 플라즈마의 이온 밀도(이온/입방 미터)
T 이들 이온의 온도(keV2)
τE 에너지 제한 시간(초)
가장 낮은(가장 달성 가능한) 삼중 생성물 임계값을 갖는 융합 반응은 수소의 두 동위원소인 중수소와 삼중수소(DT)의 융합입니다. DT 연료로 작동하는 핵융합 발전소는 약 5×10^21 m-3 keV s 이상의 삼중 곱을 가질 것입니다. 있다 상업적으로 실행 가능한 발전소에 대한 기타 많은 요구 사항 그러나 트리플 제품은 최소한의 기술 이정표입니다.
삼중 제품의 좋은 특성은 핵융합 플라즈마를 생성하는 데 사용되는 특정 체계와 독립적이므로 핵융합에 대한 다양한 접근 방식에서 성능을 비교하는 데 사용할 수 있다는 것입니다. 자기 감금 방식(토카막, 스텔라레이터), 관성 감금 방식(레이저 융합), 자기 관성 방식(MagLIF, FRC 압축)에서 의미 있는 양입니다.
NewEnergy Times의 Steven Krivit은 수십억 개의 Tokomak 프로젝트 ITER의 허위 진술을 설명하는 26페이지의 PDF 및 기타 많은 기사를 게시했습니다.
수십억 개의 JET(Joint European Torus) 원자로 실험이 수십 년 동안 운영되었습니다. 연간 100억 유로 이상 자금을 조달한 것 같아요. 2019년 2024월 영국 정부와 유럽 위원회는 JET에 대한 계약 연장에 서명했습니다. 이는 브렉시트 상황에 관계없이 2020년 말까지 JET 운영을 보장했습니다. 21년 2021월, JET 업그레이드는 ITER에 대한 기여의 일부로 삼중수소를 사용하여 시작되었습니다. 59년 21.7월 0.33일, JET는 1997초 펄스 동안 핵융합을 유지하면서 중수소-삼중수소 연료를 사용하여 700메가줄을 생산하여 59년에 설정된 Q = 0.33으로 33메가줄이라는 이전 기록을 경신했습니다. 스티븐 크리빗은 XNUMX초 동안 XNUMX메가줄을 생산하는 전기. Q = XNUMX은 XNUMX%입니다. 플라즈마 안팎의 에너지. 700메가와트에 3.5초 동안 전력을 공급하면 플라즈마에서 59메가줄을 끌어내는 데 약 60억 줄이 됩니다. 벽 전력은 약 XNUMX배 낮고 플라즈마에서 나오는 전력은 다시 전기로 변환되어야 합니다. 이것은 LPP 퓨전의 더 정직한 수치로 이동합니다. 핵융합 전력 실험은 전체 전력 출력 대 입력 전력의 XNUMX분의 XNUMX입니다.
세계에는 25톤의 트리튬만 있습니다. 그것은 자연적으로 발생하지 않습니다. 기가와트를 생산하는 DT(중수소 및 삼중수소) 핵융합로에는 연간 약 150톤의 삼중수소가 필요합니다. 트리튬은 현재 중수 CANDU(캐나다)에서 만든 핵분열로에서 생산되고 있다.
DT 핵융합로 계획은 많은 삼중수소 번식 문제를 해결해야 합니다. 이것은 리튬을 트리튬으로 효율적으로 변환하기 위해 값싼 중성자를 많이 생성한다는 것을 의미합니다. 이것은 우리가 풍부한 양의 플루토늄을 만들기 위한 핵분열 계획을 가지고 있다고 말하는 것과 같습니다. 플루토늄은 자연에서 발생하지 않지만 우라늄 238을 중성자와 반응시켜 만들 수 있습니다. 우라늄 238은 사람들이 핵폐기물이라고 부르는 것의 94%입니다. 우라늄 238은 자연적으로 발생하는 우라늄의 약 99.3%, 현재 새로운 핵연료봉의 97%입니다.
많은 트리튬을 번식시키기 위해 값싼 중성자를 많이 생산할 수 있는 나라는 그 나라가 또한 많은 플루토늄을 번식할 수 있다는 것을 의미합니다. 많은 플루토늄을 생산할 수 있는 국가는 많은 핵분열 폭탄을 만들 수 있습니다.
나는 핵분열 폭탄이 구식이 될 것이라고 생각하기 때문에 실제로 이것에 비교적 괜찮습니다. 세계는 우주 및 에너지 분야에서 훨씬 더 나은 기술로 발전할 것이며 핵분열 폭탄의 파괴력은 군사적 전략이 아니며 군사적으로 덜 중요해질 것입니다. 확산을 장려해야 한다는 말은 아닙니다. 바보가 되지 않도록 조치를 취해야 하지만, 에너지와 우주 추진을 위한 핵에 숙달된 세계는 핵무기가 상대적으로 하찮은 세계를 의미할 것입니다. 그들은 화염병처럼 될 것입니다.
에너지를 위한 핵융합을 성공적으로 개발하려면 사용되는 전력에 비해 현재 생산되는 이 작은 전력 수준을 모두 넘어서야 하고 경제적으로 수행해야 합니다. Tokomak 프로젝트는 몇 초가 아니라 몇 년 동안 플라즈마를 유지하면서 이 순 포지티브 전력을 암묵적으로 생성해야 합니다. 나는 플라즈마를 보유하지 않을 계획인 핵융합 프로젝트를 좋아합니다. 이러한 프로젝트는 펄스 전력을 사용합니다. 그들은 짧게(초의 아주 작은 부분) 핵융합 조건을 만들고 터빈을 사용하지 않고 엄청난 양의 전력을 얻고 전력을 끌어내려고 합니다. 터빈을 사용한다는 것은 현재 석탄 발전소처럼 작동하는 핵분열 발전소처럼 핵융합을 유지하는 것을 의미합니다. 터빈은 많은 양의 지속적인 열로 작동합니다. 대규모의 석탄 화재를 생각해 보십시오.
LPP Fusion은 자금이 수백만 달러에 불과한 첨단 핵융합을 시도하는 소규모 회사입니다. 그러나 전력 투입 비율 대 전력 출력 비율은 큰 JET(Joint European Torus)에 매우 가깝습니다. LPP Fusion, Helion Energy, HB11 Fusion, TAE는 펄스 핵융합의 형태로 가려고 합니다. 이 기사의 맨 위 이미지를 참조하십시오. LPP Fusion 계획 하이라이트는 다음과 같습니다.
나는 또한 고급 융합 반응을 하는 프로젝트를 선호합니다. 1억 도가 아닌 100억 도.
여기 내 핵융합 프로젝트 추적 스프레드시트 이미지가 있습니다.
다음은 LPP Fusion의 일부 슬라이드입니다.
Brian Wang은 미래파 사상가이자 월 1만 명의 독자를 보유한 인기 있는 과학 블로거입니다. 그의 블로그 Nextbigfuture.com은 #1 과학 뉴스 블로그로 선정되었습니다. 우주, 로봇 공학, 인공 지능, 의학, 노화 방지 생명 공학 및 나노 기술을 포함한 많은 파괴적인 기술과 트렌드를 다룹니다.
최첨단 기술을 식별하는 것으로 알려진 그는 현재 스타트업의 공동 창립자이자 잠재력이 높은 초기 단계 기업을 위한 기금 마련자입니다. 그는 심층 기술 투자를 위한 할당 연구 책임자이자 Space Angels의 Angel Investor입니다.
기업에서 자주 연사로 활동하는 그는 TEDx 연사, Singularity University 연사 및 라디오 및 팟캐스트의 수많은 인터뷰 게스트였습니다. 그는 공개 연설과 약혼 자문에 개방적입니다.
