스텔라 레이터 대결 : Proxima Fusion 대 ​​유형 1 에너지

수십 년 동안, 태양에 힘을주는 반응 인 핵 융합은 궁극적 인 에너지 꿈이었습니다. 지구상에서 활용하면 끝없는 탄소가없는 전력을 제공 할 수 있습니다. 그러나 도전은 엄청납니다. 퓨전은 태양의 핵심보다 더 뜨거운 온도와 혈장의 숙달을 필요로합니다. 전자가 벗겨진 원자가 충돌하고 핵 융합이있는 과열 가스가 필요합니다. 유용한 에너지를 생성하기에 충분히 긴 혈장을 포함하는 것은 애매 모호하게 남아 있습니다.

이제 Germany의 Proxima Fusion과 Tennessee 기반 Type One Energy의 두 회사는 경쟁적인 스타터 디자인에 대한 동료 검토 청사진을 발행하여 주요 한 단계를 밟았습니다. 2 주 전, Type One은 특별 호에서 6 개의 기술 논문을 발표했습니다. 혈장 물리학 저널. Proxima는 저널에서 Stellaris라고 불리는 완전히 통합 된 스타터 발전소 개념을 자세히 설명했습니다. 퓨전 엔지니어링 및 설계. 두 회사 모두이 논문은 기계가 상업적 융합 에너지를 제공 할 수 있음을 보여줍니다.

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두 가지 접근법의 핵심에는 트위스트 된 자기장을 사용하여 플라즈마를 안정적으로 유지하는 메머리 복잡한 기계 인 Stellarator가 있습니다. 1950 년대에 처음으로 꿈꾸었던이 구성은 중요한 이점을 약속합니다. 더 인기있는 사촌과는 달리, Tokamak과 달리, 별이 강력한 내부 플라즈마 전류가 필요없이 지속적으로 작동 할 수 있습니다. 대신, 별표는 외부 자기 코일을 사용합니다. 이 설계는 고 에너지 입자를 반응기 벽으로 충돌시킬 수있는 혈장 장의 갑작스런 혼란의 위험을 줄입니다.

단점? 이론적으로 작동하기가 더 단순하지만 디자인은 디자인하고 구축하기가 어렵습니다. 계산 능력, 고온 초전도 (HTS) 자석 및 자석 형상의 AI-Enhanced 최적화의 최근 발전은 게임을 바꾸어 연구원들이 더 단순하고 빠르며 저렴한 스타터 디자인으로 이어지는 패턴을 발견 할 수 있도록 도와줍니다.

하나의 목표와 퓨전의 두 비전

두 회사 모두와 같은 목적지 (실용적이고 상업적 융합 전력)를 향해 경주하고 있지만, Proxima Paper의 초점은 원자로의 엔지니어링 통합에 더 많이 의존하는 반면, 유형의 논문은 플라즈마 물리 디자인과 원자로의 주요 구성 요소에 대한 세부 사항을 공개합니다.

독일의 Max Planck Institute for Plasma Physics의 스핀 오프 인 Proxima는 1 기가 와트 스텔라 레이터 발전소를 건설하는 것을 목표로합니다. 이 설계는 HTS 자석과 AI 최적화를 사용하여 이전 별이 많은 항성기보다 단위 부피당 더 많은 전력을 생성하는 동시에 전체 크기를 크게 줄입니다. Proxima는 리튬과의 중성자의 반응을 통해 융합 반응을위한 삼중 수소 연료를 번식시키는 데 사용될 혁신적인 액체 금속 육종 담요에 대한 특허를 신청했습니다.

Proxima Fusion의 Stellaris 디자인은 동일한 전력의 다른 성형기보다 상당히 작습니다.proxima fusion

Proxima 공동 설립자이자 최고 과학자 Jorrit Lion은“이것은 모든 요소를 ​​단일의 완전히 통합 된 개념으로 정리 한 것은 이번이 처음입니다. 이 디자인은 웬델 슈타인 7-X 스텔라 레이터 (Wendelstein 7-X Stellarator)를 기반으로 전자 온도, 혈장 밀도 및 에너지 구속 시간에 대한 기록을 세우는 독일 정부와 유럽 연합이 자금을 지원하는 14 억 유로 (미화 15 억 달러) 프로젝트를 기반으로합니다.

타입 One의 별표 설계에는 세 가지 주요 혁신, 즉 혈장 안정성을위한 최적화 된 자기장, 고급 제조 기술 및 최첨단 HTS 자석이 포함되어 있습니다. Infinity Two라고 불리는 식물은 350 메가 와트의 전기를 생성하도록 설계되었습니다.

Proxima의 공장과 마찬가지로 Infinity Two는 중수소-삼림 연료를 사용하고 W7-X에서 배운 교훈과 위스콘신의 HSX 프로젝트를 기반으로합니다. Tennessee Valley Authority와 협력하여 Type One은 2030 년대 중반까지 TVA의 Bull Run Fossil Plant에 Infinity Two를 건설하는 것을 목표로합니다.

Type One Energy의 CEO 인 Christofer Mowry는“우리는 왜 유틸리티가있는 퓨전 발전소를 개발하기위한 합의를 가진 최초의 개인 퓨전 회사입니까? “이것은 과학 실험을 구축하는 것이 아닙니다. 이것은 에너지를 전달하는 것입니다.”

AI는 이상적인 3D 자기장 구조를 가리 킵니다

두 회사 모두 AI와 SuperComputing에 크게 의존하여 자기 코일을 더 정확하게 자석을 형성 할 수 있도록 도와줍니다. 타입 1은 오크 릿지 국립 연구소의 미국 에너지 부서의 최첨단 엑사 스케일 프론티어 슈퍼 컴퓨터를 포함하여 다양한 고성능 컴퓨팅 리소스에 의존하여 매우 상세한 시뮬레이션을 전원을 공급했습니다.

이 연구는이 논문들에 더 흥미로운 개발 중 하나를 이끌어 냈습니다. 이상적인 3 차원 자기장 구조에 대한 Stellarator Physics Community의 합의로의 이동 가능성.

Proxima의 팀은 항상 W7-X에 사용되는 준 이스 역학 (QI) 접근법을 수용하여 우수한 혈장 제한을 위해 깊은 입자 트래핑을 우선시했습니다. 반면에 타입 1은 입자 운동을 간소화하기위한 HSX Stellarator에서 영감을 얻은 준 유사성 (QS) 주변의 초기 디자인을 구축했습니다. 이제 최적화 연구를 바탕으로 Type One은 코스를 변경하고 있습니다.

Type One의 이론가 Chris Hegna는“우리는 준 승진의 챔피언이었습니다. “그러나 놀랍게도 우리는 준 심 대칭 측정법과 우리가 할 수 있다고 생각했던 것과 함께 일할 수 없다는 것이 놀랍습니다. 우리는 준 상징 측정법에 대한 연구를 계속할 것입니다. 그러나 주로 Qi는 우리가 추구 할 두드러진 최적화 선택입니다.”

Type One Energy는 Tennessee Valley Authority와 협력하여 2030 년대 중반까지 상업용 별표를 구축하고 있습니다.1 에너지를 유형

스텔라 레이터를 향한 길

Hegna에 따르면 TVA와의 파트너십을 입력하면 2030 년대 중반까지 별 퓨전 플랜트를 그리드에 넣을 수 있습니다. 그러나 Infinity Two를 구축하기 전에 회사는 2026 년에 건설을 시작한 Infinity One 테스트 플랫폼으로 주요 기술을 검증하고 2029 년까지 운영 할 계획입니다.

한편, Proxima는 2030 년대까지 스텔라리스 디자인을 생생하게 할 계획이며, 먼저 알파 (Alpha)라고 불리는 데모 스텔라 레이터를 사용했습니다. 이 회사는 Alpha가 정상 상태에서 순 에너지 생산을 입증 한 최초의 별이 될 것이라고 주장합니다. 2027 년 복잡한 자기 코일의 데모 세트를 완성한 후 2031 년에 데뷔 할 대상이되었습니다.

두 회사 모두 공통의 도전에 직면합니다 : 자금. 유형 1은 8,200 만 달러를 모금했으며 Axios에 따르면 시리즈 A 파이낸싱에서 2 억 달러 이상을 준비하고 있으며 회사는 확인을 거부했습니다. Proxima는 공공 및 민간 자본에서 약 6 천 5 백만 달러를 확보했습니다.

최근의 논문이 별자리에 대한 신뢰를 구축하는 데 성공하면, 투자자들은이 야심 찬 프로젝트에 더 기꺼이 자금을 지원할 수 있습니다. 다가오는 10 년은 두 회사의 자체 설계에 대한 신뢰가 정당화되는지 여부와 별의 야망에서 상업적 현실로의 융합 에너지를 생성하는지 여부를 결정할 것입니다.