뉴질랜드 기업, 무한 핵융합 에너지 개발에 한 걸음 더 다가가다

(CLO) 뉴질랜드 수도 웰링턴의 한 창고에서, 한 신생 기업이 새로운 유형의 핵융합로를 사용하여 지구에서 별의 에너지를 재생성하려고 노력하고 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 분열시키는 대신, 핵융합은 태양이 에너지를 생성하는 것과 같은 방식으로 원자들을 결합시킵니다. 이는 우주에서 가장 풍부한 원소인 수소를 사용하여 강력한 에너지 폭발을 가능하게 합니다.

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 작동하기 시작했다는 것을 의미하기 때문입니다.

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

오픈스타는 핵융합 에너지에 대한 연구 개발을 추진하는 소수의 신생 기업 중 하나로, 아직 완전히 입증되지는 않았지만 상용화를 목표로 하고 있습니다.

핵융합 산업 협회에 따르면 핵융합 에너지 기업들은 71억 달러 이상의 자금을 유치했습니다. 하지만 전문가들은 앞으로의 길이 여전히 멀고 험난하다고 경고합니다.

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

이는 고조되는 기후 위기에 대처하는 데 있어 비약적인 발전입니다. 새로운 인프라를 대거 건설할 필요 없이 안정적이고 지속적인 에너지를 공급할 수 있습니다. 즉, 현재 생활 방식을 방해하지 않고도 청정 에너지로 전환할 수 있다는 의미입니다.

하지만 지구에서 핵융합 에너지를 생산하는 것은 매우 큰 도전입니다.

새로운 융합 기술

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

토카막 내부의 온도는 1억 5천만 도에 달하는데, 이는 태양 핵의 10배에 달하는 온도입니다. 이러한 극한의 온도에서 수소 동위원소들은 플라스마 내에서 충돌하여 융합을 일으키고 막대한 에너지를 생성합니다.

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

하지만 오픈스타의 기술은 정반대입니다. 자석 안에 플라즈마를 넣는 대신, 플라즈마 안에 자석을 넣습니다.

OpenStar 원자로 내부 애니메이션. 사진: OpenStar Technologies

원자로는 약 5미터(16피트) 너비의 진공 챔버 안에 강력한 자석이 매달려 있습니다. 이러한 배치는 지구 자기장과 같은 자연 현상에서 영감을 받았습니다.

물리학자 하세가와 아키라는 1980년대에 목성 주변의 플라즈마에 대한 연구를 바탕으로 이 개념을 생각해 냈습니다. 이 원리를 적용한 최초의 기계는 MIT에서 컬럼비아 대학교와 협력하여 제작되었으며, 2004년에 가동을 시작했지만 2011년에 폐쇄되었습니다.

마타이라 박사는 "이 원자로의 장점은 빠른 반복과 성능 개선이 가능하다는 점입니다."라고 말했습니다. 토카막에 비해 오픈스타 기술은 더 간단하고 문제 발생 시 수리도 더 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

오픈스타는 지난 5년 동안 등장한 수많은 핵융합 스타트업 중 하나일 뿐입니다. 중국, 미국, 한국 등의 국가들도 핵융합로 연구 및 건설을 추진하고 있으며, 모두 어느 정도 성공을 거두고 있습니다.

한국핵융합에너지연구원에 있는 '인공 태양'으로 불리는 한국초전도토카막연구시설(KSTAR). 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 분야의 선두주자인 커먼웰스 퓨전 시스템즈(Commonwealth Fusion Systems)는 20억 달러 이상의 자금을 조달했습니다. 한편, 오픈스타(OpenStar)와 잽 에너지(Zap Energy) 같은 다른 기업들은 더욱 독창적인 접근 방식을 모색하고 있습니다. 잽 에너지는 전기 펄스를 사용하여 플라즈마를 생성하는 소형의 확장 가능한 원자로 개발에 주력하고 있습니다.

이 분야의 기업들은 "핵융합 에너지는 언제쯤 준비될까요?"라는 질문에 대한 답을 제시하고 있습니다. OpenStar는 6년, Commonwealth Fusion은 2030년 초라고 예측합니다. Zap Energy도 비슷한 답변을 내놓았습니다.

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

나브라틸은 스타트업들이 때때로 "자신들이 할 수 있는 일을 과장하는" 경향이 있다고 말했습니다. 이론에서 실제 행동으로 옮기는 것, 특히 안전하고 신뢰할 수 있는 에너지 시스템을 구축하는 것은 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-nhiet-hach-vo-han-nho-cong-nghe-moi-post323721.html