‘Star Wars’ 레이저와 용아를 향한 역동의 모래 폭포: 엑시머의 핵융합 발전 계획

콘너 갤러웨이와 알렉산더 발리스는 20년 전 MIT에서 룸메이트였던 이후 핵융합 연구의 발전을 따라왔습니다. 그 시간 동안, 획기적인 발전은 거의 없으며 상업용 핵융합은 늘 저렴하고 무한하며 친환경적인 전력을 제공하는 20년 후의 상황에서 있었습니다.

그러나 2021년 8월, 두 사람은 핵융합 발전이 마침내 가능성이 있다는 뉴스를 발견했습니다. 국가 단권화 시설(NIF)에서 특정 종류의 핵융합을 연구하는 과학자들이 이전 최고 성과를 두 배로 높였다는 소식이었습니다.

대중 언론에서는 거의 무시되었지만, 갤러웨이와 발리스는 이것이 전환점이라고 인식했습니다.. '그때가 바로 순간이었습니다. 이제 시간이다.' 발리스는 TechCrunch에 말했습니다.

이에 자극받은 갤러웨이는 2022년 1월에 설립한 스타트업인 엑시머 에너지를 위한 계획을 보완하기 시작했습니다. 발리스는 4월에 합류하여 그 이후 두 사람은 팀과 함께 조용히 상업 규모 전력을 제공할 가능성이 가장 높은 핵융합 발전소에 대한 계획을 세웠습니다.

'우리가 추구하는 이상적 축인 관성융합은 가장 긴 시기의 경제적으로 유리합니다.' 갤러웨이는 말했습니다.

엑시머는 관성억제핵융합이라고 알려진 방식을 추구하고 있습니다. NIF에서 사용된 것과 동일한 방식으로 관리된 원자핵융합이 반응을 시작하기에 필요한 전력보다 더 많은 전력을 생산할 수 있다는 것이 2022년 12월에 입증되었습니다. 관성 억제에서는 레이저가 작은 연료 펠릿에 발사되어 이를 압축하고 가열하여 그 후 디터륨과 트리튬 원자가 융합되어 에너지가 방출됩니다.

그러나 엑시머는 기존 기술의 본질적인 재설계를 추구해 왔습니다.

이것은 레이저에서 시작됩니다. 엑시머의 디자인은 더 최신이며 더 강력하기를 약속합니다. NIF의 시스템은 약 2메가줄 정도까지이며, 이에 비해 이 스타트업은 상업용 디자인으로 10메가줄을 목표로 하고 있습니다. 더구나, 엑시머의 디자인은 건설 및 운영 비용이 상당히 저렴할 것으로 예상됩니다. 이는 반도체 제조에 여러 년간 사용된 종류와 유사하며, 레이저 빔을 집중시키는 방법은 종종 별칭 '스타 워즈'로 불리는 1980년대 전략 방어 이니셔티브의 연구를 기반으로 합니다.

여러 관성억제 제안은 초당 여러 연료 펠릿에 레이저를 쏘는 것을 제안하지만, 갤러웨이에 따르면 엑시머는 수 초마다 하나를 발사할 계획입니다.

엑시머 리액터 내부는 조금 다를 것입니다. 융합 폭발은 강철벽 리액터 대신 용아 폭포 속에서 발생할 것입니다. 흐르는 소금은 반응의 에너지를 흡수하고 터빈을 구동하는 증기를 생성하는 데 도움을 줄 것입니다. 오싹한 이름을 가진 이 폭포는 다른 디자인에서의 주된 관심사인 리액터 벽의 손상으로부터 보호될 뿐 아니라 높은 성과도입니다. 갤러웨이는 '우리는 식물 수명 동안 첫 번째 벽을 전혀 교체하지 않아도 됩니다.'라고 말했습니다. '하나의 챔버로 30년간 지속될 수 있습니다.'

2세 된 엑시머는 상용 규모의 야심을 이론적으로만 가지고 있는 것이 아니라고 주장하며 10년의 타임라인을 갖고 있습니다.

다음 2년간, 이 회사는 회사가 피닉스라고 부르는 레이저 시스템의 데모 규모 버전을 구축하고 있습니다. 이 데모는 10메가줄을 넘지 못하지만, 비용 절감을 증명하는 데 충분히 유사할 것입니다. 발리스는 말했습니다.

이 단계를 통과하기 위해 엑시머는 TechCrunch에 독점적으로 밝혀준 1억달러 유치해 그렇게 되었습니다. 이 라운드는 헤도소피아가 주도하였고, 브레이크스루 에너지 벤처, 에머슨 콜렉티브, 기가스케일 캐피털, 로워카본 캐피털, 프렐루드 벤처스 및 스타라이트 벤처스가 참여했습니다. 이 스타트업은 또한 미국 에너지부로부터 900만불의 단계별 보조금을 받았습니다.

‘이것은 전체 프로토 타입 레이저 시스템의 데모 및 기술의 추가 개발 목표 및 나머지 발전소의 로드맵에 대한 시험 단계를 겪는 데에 필요한 양이 더 많습니다.’ 발리스는 말했습니다. ‘이 또한 DOE 마일스톤 프로젝트의 초기 단계에는 충분합니다.’

두 친구는 자신들의 10년 타임라인이 성사될 것이라고 자신합니다. ‘이것은 증명된 과학입니다.’ 갤러웨이는 말했습니다. ‘그저 충분히 크고, 저렴하고, 효과적인 레이저를 만드는 문제일 뿐입니다.’