일본 기업 Kyoto Fusioneering은 핵융합 발전소를 가동하는 데 필요한 핵심 기술 중 하나를 핵융합 기업들이 시험하는 데 도움을 줄 수 있는 시제품 장치 개발에 착수했다. 회사는 오크리지 국립연구소에서 연료 생산 장치를 개발하기 위해 미국 에너지부와 테네시주로부터 보조금을 받았으며, 미국 본사를 오크리지시로 이전한다고 발표했다.
이번 프로젝트는 핵융합 에너지 부문에서 대부분의 관심이 원자들이 결합해 막대한 양의 에너지를 방출하는 원자로 자체에 집중되는 시점에 추진된다. 그러나 원자로를 장기간 가동하려면 연료 및 냉각 시스템부터 반응에서 발생하는 열과 물질을 처리할 수 있는 장비에 이르기까지 광범위한 보조 장비 체계가 필요하다.
핵융합 연료 생산 기술 시험
새 장치의 이름은 Unity-3이며, Kyoto Fusioneering이 오크리지 국립연구소와 협력해 개발한다. 이 장치는 증식 블랭킷, 또는 breeding blanket으로 알려진 기술을 시험한다. 이는 반응 영역을 둘러싸며 두 가지 주요 기능을 수행하는 시스템으로, 핵융합에서 발생하는 에너지를 포착하고 원자로에 필요한 새로운 연료를 생산한다.
이러한 블랭킷 설계 중 하나는 열과 중성자를 흡수하는 액체 리튬을 기반으로 한다. 중성자가 리튬 원자와 충돌하면 원자는 헬륨과 수소의 동위원소인 삼중수소로 분리된다. 삼중수소는 많은 핵융합 원자로 설계에서 중요한 연료다. 이후 삼중수소는 블랭킷에서 분리되어 원자로로 다시 보내지고, 열은 전력 생산에 사용하기 위해 추출된다.
Unity-3은 액체 리튬 시험에만 국한되지 않는다. Kyoto Fusioneering은 이 장치가 증식 블랭킷에 사용되는 여러 다른 물질도 시험할 것이라고 밝혔다. 이를 통해 연구자들과 스타트업들은 지금까지 상당 부분 컴퓨터 모델을 통해 생성된 데이터를 실제로 검증할 수 있을 것으로 예상된다.
핵융합 공급망에서 회사의 역할
증식 블랭킷 시스템에는 내열성 물질, 특수 설계된 펌프 및 기타 전문 장비가 필요하다. 이 시스템은 완전한 핵융합 발전소의 한 부분에 불과하다. Kyoto Fusioneering은 핵융합 연료를 가열해 플라스마로 변환하는 시스템, 배출물에서 연소되지 않은 연료를 재활용하는 시스템, 전력 생산에 사용하기 위해 열을 추출하는 시스템도 개발하고 있다.
이 회사는 새롭게 부상하는 핵융합 에너지 기술 공급망에서 활동하는 기업 가운데 가장 큰 전문 기업 중 하나다. FusionX의 자료에 따르면 Kyoto Fusioneering은 1억 2,100만 달러의 약정 자본을 조달했다. 또한 최근 핵융합산업협회 연구는 핵융합 기업의 절반 이상이 Kyoto Fusioneering이 개발하는 기술과 같은 연료 주기 기술에서 외부 공급업체와 협력할 계획이라고 답했다고 밝혔다.
원자로 설계에 활용될 데이터
Realta Fusion, Thea Energy, Type One Energy 및 Xcimer Energy는 Unity-3이 수행하는 실험 데이터를 각사의 원자로 설계에 활용할 예정이다. 이들 기업은 핵융합 에너지 개발을 위해 다양한 접근 방식을 취하고 있어 장치의 결과는 Kyoto Fusioneering 자체 프로젝트를 넘어서는 중요성을 갖는다.
이 프로젝트의 추진 경로에 따르면, 전용 장치에서 증식 블랭킷의 물질과 기술을 시험하면 기업들이 컴퓨터 추정에서 원자로 개발에 활용할 수 있는 실험 데이터로 전환하는 데 도움이 될 수 있다. 기술이 성능을 입증할 경우, 핵융합 발전소가 전력망에 연결될 준비를 마쳤을 때 Kyoto Fusioneering이 잠재적인 발전소 장비 공급업체로서 차지하는 입지를 강화할 수 있다.