새로운 보고서가 멀티 킬론 달러 공장을 구축하기위한 거친 타임 라인과 설계 개발 전략을 마련함에 따라 미국에 프로토 타입 퓨전 발전소를 건설하려는 계획은 더 큰 초점을 맞추고 있습니다. 이번 주 국립 과학, 공학 및 의학 (NASEM)이 발표 한 보고서에 따르면 미국은 2035 년까지 조종사 건설을 시작하고 2040 년까지 운영되기 위해 노력해야합니다. 이 긴 일정을 충족시키기 위해이 보고서는 미국 에너지 부 (DOE)가 민간 산업과 협력하여 2028 년에 다른 개념적 디자인을 개발할 2 ~ 4 개 팀에 자금을 지원할 것을 요구합니다.
스탠포드 대학의 명예 부사장 인 윌리엄 마디아 (William Madia)는“신뢰할 수 있고 가능하다”고 말했다. 그러나 우려 과학자 연합의 원자력 안전 담당 이사 인 에드윈 리먼 (Edwin Lyman)은 또한 기술적 인 준비 상태가 낮고 시간이 지남에 따라 개발 될 수 있는지에 대한 의문의 수많은 주요 기술을 지적합니다. Lyman은“라인 사이를 읽고, 나는이 시간 테이블이 현실적이라는 확신을주지 않았다고 생각하지 않았다.
2 월 17 일에 발표 된 91 페이지 보고서에 의해 제안 된 일정은 특정 설계에 대한 R &D를 완료하는 데 걸리는 시간에 대한 상향식 평가를 반영하지 않습니다. 오히려, 유틸리티가 2050 년까지 탄소가없는 에너지 원으로 전환 할 때 유틸리티를 포함시키기를 원한다면 퓨전 전력을 실현할 수있는시기에 대한 하향식 평가를 제시합니다. "타임 라인은 실제로 유틸리티의 입력에서 결정되었습니다." Madia는 퓨전이 2035 년까지 실현 가능하지 않으면 "기차를 놓치고"미래의 탄소가없는 에너지 믹스에서 제외 될 것이라고 예측합니다.
.열정은 미국 퓨전 연구원들 사이에서 성장하여 전기를 생산하기 위해 핵 융합을 활용할 수있는 프로토 타입 발전소를 건설했습니다. 이 아이디어는 2018 년 미국이 프랑스에서 건설중인 거대한 국제 퓨전 실험 인 ITER에 대한 약속을 제안한 또 다른 NASEM 보고서에서 등장했지만 곧 국내 파일럿 공장을 건설 할 준비를하고 있습니다. 2020 년 12 월, 미국 퓨전 연구원들은 새로운 장거리 계획에서 파일럿 플랜트를 받아 들였습니다.
강렬한 자기장을 사용하여 반죽은 반죽 모양의 진공 챔버에서 중수소와 삼중습 (수소의 무거운 동위 원소)을 가두고 1 억 5 천만도 섭씨로 가열됩니다. 이 실험은 중수소 및 삼중 수 핵의 융합이 혈장 소비를 생성하는 것보다 더 많은 에너지를 생성 할 수 있음을 보여줍니다. 파일럿 플랜트는 한 걸음 더 나아가 유용한 양의 전기를 생산할 것입니다.
이 제안서의 지지자들은 파일럿 플랜트를 구축하면 미국 연구원들이 유럽과 아시아의 경쟁사를 도약하고 퓨전 연구의 주도권을 되 찾을 수 있다고 말했습니다. 더욱이 그들은 최근 고온 초전도체, 3D 프린팅 및 컴퓨터 모델링으로 만든 자석의 발전으로 인해 식물의 키는 30 미터에 달하는 ITER보다 훨씬 작고 저렴할 수 있으며 200 억 달러의 비용이 든다.
.파일럿 공장은 압도적으로 강력하지 않을 것입니다. 새로운 보고서는 50 메가 와트의 전력을 생산하는 것으로 예상되며, 이는 대형 가스 구동 공장이 생성 할 수있는 것의 몇 %입니다. DWR Associates LLC의 엔지니어이자 새로운 보고서의 저자 인 David Roop은 이러한 공장이 어떻게 전기 그리드와 상호 작용하는지 알기에 충분하다고 말합니다. "이 값은 최소 50 메가 와트의 가치를 통해 전력을 그리드로 이동하는 능력을 테스트 할 수 있습니다."라고 그는 말합니다. 이 보고서에 따르면 파일럿 플랜트는 50 억 달러 또는 60 억 달러를 넘지 않아야한다고 보고서에 따르면, 유틸리티가 추적 할 최초의 상업용 공장이 기꺼이 지불 할 것으로 추정되며, 이는 수백 개의 메가 와트의 전력을 창출 할 것이라고 추정했다.
.보고서는 파일럿 플랜트를 건설하기 전에 몇 가지 큰 기술적 과제를 극복해야한다고 보고서는 밝혔다. 예를 들어, 식물이 반복과 같은 작동하고 중수소와 삼중습 (다른 가능성이있는 경우)을 융합시키는 경우, 연구원들은 반응기를 둘러싼 재료의 목적으로 제작 된 "담요"에서 더 많은 삼중 수소를 번식시키는 방법을 개발해야합니다. 그렇지 않으면 공장은 특정 원자로에서만 나오는 세계의 전체 삼중습 공급을 빠르게 소비 할 수 있습니다. 담요에 리튬이 포함되어 있으면 중성자는 그 핵의 일부를 분할하여 더 많은 삼중 수소를 형성합니다. 그러나 Tritium은 처리하기 어려운 고도로 조절 된 방사성 물질이며 Lyman은 2035 년까지 이러한 폐쇄 시스템이 개발 될 수 있는지 의문을 제기합니다.
타임 라인에 대한 논쟁은 새로운 개인 퓨전 회사의 출현에 대한 긴장을 반영하며, 아마도 이미 가지고있는 아이디어를 개발하기 위해 DOE와 파트너 관계를 맺을 것입니다. 일부 신생 기업은 첨단 억만 장자의 관심을 끌었습니다. 예를 들어, Bill Gates는 연방 퓨전 시스템을 뒷받침하고 있는데, 이들은 고온 초전도체로 만든 자석 코일을 사용하는 데 중점을두고 있으며 Jeff Bezos는 기계 펌프를 사용하여 플라즈마를 압박하고 가열하는 일반 퓨전을 뒷받침하고 있습니다. 이러한 민간 투자는 Madia가 파일럿 플랜트에 낙관적이라고 말하는 주요 이유입니다. "Bill Gates와 Jeff Bezos와 같은 사람들이 참여하면 흥미로운 일을합니다."
그러나 퓨전 스타트 업은 그들이 전달할 수있는 것보다 더 많은 것을 약속하고 있다고 Lyman은 주장했다. 그는 고장이 치명적이지 않을 수있는 첨단 기술 경제에 익숙한 투자자들이 자본 집약적 에너지 연구에 대해 동일한 고위험 태도를 취하고있는 것을 걱정하는데, 이는 훨씬 덜 용서할 수 있습니다. Lyman은 "그들은 아이디어를 얻지 못하고 아이디어를 실제로 충족시키지 않고도 아이디어를 부자 할 수 있다고 생각한다"고 말했다. 퓨전 반응기를 개발하는 것은 "차고에서 할 수있는 일이 아니므로 그 사고 방식에 대해 조심해야합니다." Lyman은 또한 Fusion Startups가 원자력 규제위원회에 정당화되지 않은 방식으로 안전 요구 사항을 완화하도록 요청하고 있다고 경고합니다.
그럼에도 불구하고, Princeton Plasma Physics Laboratory의 Doe 's Fusion Lab 이사 인 Steven Cowley는 파일럿 플랜트에 대한 다양한 개념을 파일럿 플랜트에 대한 다양한 개념을 살리기위한 공공-민간 팀을 구성하라는 보고서의 요구는 매우 유익 할 것이라고 말했다. Cowley는“미국은 자체 버전의 퓨전 반응기를 설계하여 그것이 무엇인지, 얼마나 가까운 지 확인해야한다”고 말했다. "그 안에 큰 가치가 있다고 생각합니다."
