미국 에너지부 PPPL(Princeton Plasma Physics Laboratory)의 연구원들은 핵융합로를 위한 작고 강력한 자석을 생산하는 새로운 방법을 발견했습니다. 이 기술은 단순성과 신뢰성을 특징으로 하며, 상업용 열핵 원자로의 외관과 인류를 위한 무한하고 깨끗한 에너지에 대한 개방적 접근을 약속합니다.
오늘날 모든 유형의 열핵 원자로 연구와 ITER 원자로용으로 저온 초전도성(드물게는 일반 구리 자석)을 기반으로 하는 자석이 만들어집니다. 불행하게도 저온 초전도성은 자기장의 최대 가능한 크기를 강하게 제한하여 초전도 자석을 매우 크게 만들고 이로 인해 프로세스 경제의 모든 부정적인 결과와 함께 열핵 원자로의 크기가 증가합니다.
해결책은 자기장의 강도를 배가시키고 자석 자체의 크기를 줄일 수 있는 고온 초전도성일 수 있습니다. 자석이 적을수록 열핵 원자로의 활성 작업 영역이 더 작아집니다. 이러한 반응기는 유지 관리가 쉽고 작동이 경제적입니다. Princeton Plasma Physics Laboratory(PPPL)의 과학자 그룹은 Advanced Conductor Technologies, 콜로라도 대학교 Boulder 및 National High Magnetic Field Laboratory in Tallahassee, Florida의 동료들과 함께 이 방향으로 작업했습니다.
연구원들은 두 가지 주요 개선 사항을 통해 소형 초전도 자석을 생산하는 기술을 개발했습니다. 먼저 그들은 고온 전도성을 만들기 위해 재료를 선택했습니다. 둘째, 절연 재료를 사용하지 않고 주어진 형상의 코일을 만드는 기술이 개발되었습니다. 절연체가 없는 초전도 선재를 코일 밑면의 홈에 넣기만 하면 자석을 만드는 과정이 몇 배 더 쉬워진다.
"에폭시 수지로 진공 함침하는 비용이 많이 들고 오류가 발생하기 쉬운 공정을 거칠 필요가 없기 때문에 코일을 감는 비용이 훨씬 저렴합니다."라고 선임 연구원이 말했습니다. "대신 코일에서 폼에 직접 도체를 감습니다."
이 개발은 고전적인 토카막의 베이글이 아니라 사과처럼 보이는 소위 구형 토카막의 개발에 특히 중요합니다. 구형 토카막의 경우 크기가 가장 중요합니다. 이러한 원자로는 매우 콤팩트할 수 있지만 자기장은 매우 복잡한 모양을 가지고 있어 자석에 대한 엄격한 요구 사항이 있습니다. 소형 자석은 이러한 문제를 해결할 수 있으며 조만간 발생하기를 바랍니다.
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