(A new record-breaking magnet achieved a magnetic field strength of 20 tesla. Credit: Gretchen Ertl, CFS/MIT-PSFC, 2021)
(Scientists have built and tested the most powerful fusion magnet in the world. Credit: Gretchen Ertl, CFS/MIT-PSFC, 2021)
(Spools of a commercially available superconducting material were used as the basis for a record-breaking magnet. Credit: Gretchen Ertl, CFS/MIT-PSFC, 2021)
(An artist's impression of the SPARC demonstration device. Credit : T. Henderson, CFS/MIT-PSFC, 2020)
몇 년 전 소개한 핵융합 스타트업 프로젝트가 이제 실제 토카막 핵융합로를 만들기 위한 실험로인 SPARC 제작에 나섰다는 소식입니다. ARC (affordable, robust, compact)로 불리는 이 민간 핵융합로 프로젝트는 2015년부터 MIT의 주도로 시작되었으며 3년 전부터 Commonwealth Fusion Systems이라는 스타트업과 함께 실증 목적의 실험로인 SPARC를 개발해왔습니다.
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연구팀이 공개한 초전도 자석은 ITER에 사용된 초전도 자석보다 좀 더 높은 온도에서 초전도 상태에 도달할 수 있습니다. 물론 그래도 -269 °C 대신 -253.15 °C로 엄청나게 낮은 온도인 건 마찬가지지만, 상대적으로 냉각에 필요한 공간이 줄어들면서 더 많은 자성 물질을 넣어 더 강한 자석을 만들거나 혹은 같은 세기의 자석을 더 작게 만들 수 있습니다. SPARC의 내부 지름은 ITER의 절반 수준인 3.3m에 불과합니다.
이 고온 초전도 자석은 얇은 필름 형태로 제조되는데, 상온에서는 자성이 없기 때문에 마음대로 감고 구부려 D 모양의 초전도 자석 안에 넣을 수 있습니다. 연구팀에 따르면 무려 267 km의 테이프가 내부에 들어갑니다. 그리고 이를 통해 무려 20 테슬라(T)의 초전도 자석을 만들었습니다. 연구팀에 따르면 이는 토카막용 초전도 자석 가운데 가장 강력한 것입니다. 초전도체를 사용하는 최신 MRI 기기도 1.5-3T 정도 자기장을 지녔다는 점을 생각하면 얼마나 강력한 자석인지를 알 수 있습니다.
(동영상)
계획대로 순조롭게 진행될 경우 SPARC가 완성되는 것은 2025년입니다. 아무리 ITER보다 크기가 작아도 제작과 실험에 상당한 비용이 들 것으로 예상되는데, 스타트업과 MIT가 이 비용을 다 감당한다는 사실이 놀랍니다. 과연 민간 토카막 핵융합로 개발에 성공할 수 있을지 궁금합니다.
참고
https://newatlas.com/energy/worlds-strongest-fusion-magnet-power-nuclear-pursuit/
"스타트업과 MIT가 이 비용을 다 감당한다는 사실이 놀랍니다." 이미 빌게이츠 등이 투자한 Breakthrough Energy Venture와 이태리의 석유회사 Eni와 기타 투자자로부터 2억불을 투자 받았고, 마일스톤 달성에 따라 추가투자를 약정 받은 상태라 성과만 나온다면 돈 것정은 없을 듯 합니다.
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