Tokamak Energy의 Demo4 자석 시스템은 1,200만 암페어의 전기를 운반할 수 있습니다.

토카막 에너지

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핵융합에너지는 깨끗하고 지속가능한 에너지의 미래입니다. 두 개의 가벼운 원자가 충돌하여 더 무거운 원자를 형성하고 에너지를 방출할 때 융합 반응 중에 생성됩니다. 이 에너지를 활용해 전기를 생산하는 데 사용됩니다.

최근 수십 년 동안 핵융합 에너지에 대한 수많은 혁신과 연구가 있었고 Tokamak Energy는 이전 혁신을 발표한 지 불과 두 달 만에 새로운 것을 발표했습니다.

이번 주 국제 핵융합 에너지 컨퍼런스인 SOFE(Symposium on Fusion Engineering)에서 Tokamak Energy는 Demo4라는 초전도 자석 시스템 개발을 발표했습니다.

이 자석 시스템은 중앙 기둥을 통해 흐르는 놀라운 1,200만 암페어(amp)의 전기를 갖게 되는데, 이는 회사의 ST40 토카막을 통과하는 전류보다 4배 더 큰 것입니다. 이를 관점에서 살펴보면, 이는 영국 일반 가정의 일반적인 100A 전력 소비량보다 120,000배 더 많은 것입니다.

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핵융합로의 주요 요구 사항 중 하나는 원자로의 뜨거운 플라즈마를 제어하고 가둘 수 있는 강력한 자기장입니다. 이렇게 큰 자기장을 생성하려면 많은 양의 전류를 흘려야 합니다.

초전도체는 전기에 대한 저항이 전혀 없으므로 이러한 용도에 이상적인 선택입니다. 그러나 절대 영도(섭씨 -273.15도 또는 화씨 -459.67도)에 가까운 매우 낮은 온도가 필요합니다. 해결책은 비교적 높은 온도(섭씨 -196도 또는 화씨 -320.8도)에서 초전도성을 나타내는 특정 재료를 사용하는 것입니다.

고온 초전도체(HTS)로 알려진 이러한 물질은 핵융합 에너지에 매우 중요하며 Tokamak Energy는 HTS 자석 제조의 선구자입니다.

토카막 에너지(Tokamak Energy)에서 HTS 자석 개발팀을 관리하고 있는 로드 베이트먼(Rod Bateman) 박사는 HTS 자석 개발에 대해 이전에 "콤팩트한 구형 토카막을 가능하게 한 획기적인 방법은 높은 자기장에서 작동할 수 있는 HTS 재료의 개발이었다"고 말했습니다. .

공동 창립자인 David Kingham 박사와 Mikhail Gryaznevich 교수는 이 기술을 구리 자석을 대체하는 핵융합 에너지에 적용할 수 있는 기회를 확인한 최초의 개척자 중 하나입니다. 우리는 초기 장치 중 하나인 ST25-HTS에서 이 기술을 성공적으로 테스트한 후 구형 토카막 프로그램과 병행하여 전용 자석 프로그램을 개발하기로 결정했습니다."

이러한 HTS 자석은 플라즈마를 가두어 제어하는 ​​강력한 자기장을 생성하여 핵융합 반응에 필요한 더 높은 압력과 온도를 촉진합니다. 또한 HTS 자석은 냉각 전력이 덜 필요하므로 냉각 시스템을 단순화하고 핵융합 에너지 원자로의 비용을 절감합니다.

Tokamak Energy는 핵융합 발전소에 필요한 자기장을 복제하기 위해 Demo4 자석 시스템을 개발하고 있습니다. 원자로 노심의 플라즈마는 태양 중심(섭씨 1,500만도 또는 화씨 2,700만도)보다 높은 온도에 도달할 수 있습니다.

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Tokamak Energy는 강력한 자기력을 생성함으로써 최초로 핵융합 발전소 관련 시나리오를 테스트하는 것을 목표로 합니다.

Demo4 시스템은 HTS 테이프로 만들어진 44개의 자기 코일로 구성됩니다. 이 시스템은 폐쇄 사이클 극저온 냉각기를 통해 달성된 섭씨 영하 253도(화씨 -423.4도)의 극도로 낮은 온도의 진공 상태에서 작동됩니다.

SOFE에서 발표된 Demo4의 포괄적인 개요에 앞서 Tokamak Energy의 기술 책임자인 Graham Dunbar는 Demo4 시스템이 토카막 구성으로 형성된 완전히 균형 잡힌 자석 세트가 될 것이라고 언급했습니다. 18테슬라 시스템은 지구 자기장보다 거의 백만 배 더 강할 것입니다.

"Demo4는 토카막 구성으로 형성된 완전히 균형 잡힌 자석 세트가 될 것입니다. 중요한 점은 이를 통해 상당한 자기력을 생성하고 처음으로 핵융합 발전소 관련 시나리오에서 이를 테스트할 수 있다는 것입니다. 이 독특한 시스템의 학습은 2030년대에 깨끗하고 안전하며 합리적인 가격의 핵융합 발전을 제공하는 데 필요한 기술에 대한 우리의 이해를 높이는 것입니다."라고 그는 설명했습니다.