일반 퓨전

General Fusion
일반 퓨전
유형사기업
산업퓨전 파워
설립.2002년; 20년 전(2002년)
설립자미셸 라베르주
본사
버너비, 브리티시컬럼비아 주
,
캐나다
주요 인물
종업원수
140
웹 사이트www.generalfusion.com

제너럴퓨전(General Fusion)은 캐나다 브리티시컬럼비아주 버너비에 본사를 둔 자화타겟퓨전(MTF) 기반의 핵융합 동력소자를 개발 중이다.2018년 현재,[1] 2022년까지 완성될 시제품을 개발하고 있다.

개발 중인 장치는 자화 대상인 소형 트로이드 형태의 플라즈마 질량을 회전하는 액체 금속 실린더에 주입합니다.타깃은 (다양한 설계로) 12~100개의 증기 구동 [2][3][4]피스톤을 사용하여 핵융합 관련 밀도와 압력으로 기계적으로 압축됩니다.

2018년에는 트로이드가 아닌 구형 토카막 관련 논문을 발표했다.이것이 설계상의 [5]큰 변화를 나타내는지는 불명확하다.2021년 6월, 동사는 영국 [6]정부와 민관 제휴의 일환으로서 2022년부터 2025년까지 영국에 풀 스케일 핵융합 데모 플랜트의 70%를 건설한다고 발표했습니다.

조직

경영진은 CEO인 Greg Twinney, 최고과학책임자(CSO)인 Michel Laberge, 최고기술책임자([7]CTO)인 Ryan Guerreo로 구성됩니다.

Laberge는 General Fusion에서 국제 연구 기관과의 파트너십 구축, 정부 및 기타 기업과의 파트너십 관리, 기술 개발 전략 관리 등 다양한 업무를 담당하고 있습니다.이전에는 주거 수요 대응 기술 회사인 Energate, Inc.를 공동 설립했습니다.그는 또한 [7]국제우주정거장의 로봇 시스템 설계 엔지니어로 일했다.

이사회는 컨슈머 [8]파워의 전 CEO인 Frederick W. Buckman Sr.가 의장을 맡고 있습니다.이사회에 자문하는 것은 Carol M을 포함한 과학 자문 위원회입니다. 브라우너,[9] 물리학자 T. 케네스 파울러,[10] 우주비행사 마크 [11]켈리.

테크놀로지

General Fusion 발전소의 그림

제너럴 퓨전의 자화 대상 핵융합 시스템은 녹은 액체 납과 리튬이 혼합된 최대 3미터의 구체를 사용합니다.액체가 회전하여 구체의 중앙에 수직 공동을 만듭니다.이 소용돌이 흐름은 외부 펌핑 시스템에 의해 확립되고 유지됩니다. 액체는 적도의 접선 방향 포트를 통해 구 안으로 흘러들어 [12]구체의 극 근처 포트를 통해 방사형으로 빠져나갑니다.

플라즈마 인젝터는 구체의 꼭대기에 부착되며, 여기에서 자기적으로 구속된 중수소-삼중수소 플라즈마 연료의 펄스가 소용돌이 중심에 분사된다.맥박당 몇 밀리그램의 가스가 사용된다.가스는 콘덴서 뱅크에 의해 이온화되어 중수소-삼중수소 [13][14]연료로 구성된 스피로막 플라즈마(자기 결합 자화 플라즈마 고리)를 형성합니다.

구체의 바깥쪽은 액체 금속을 밀어내고 소용돌이를 수축시켜 플라즈마를 압축하는 증기 피스톤으로 덮여 있습니다.압축은 연료 원자가 융합하는 범위까지 플라즈마의 밀도와 온도를 증가시켜 빠른 중성자와 알파 [14]입자의 형태로 에너지를 방출합니다.

플라스마 압축용 피스톤

이 에너지는 액체 금속을 가열하고, 액체 금속은 열교환기를 통해 펌핑되어 증기 터빈을 통해 전기를 생산합니다.플라즈마 형성 및 압축 프로세스가 반복되고 액체 금속이 지속적으로 시스템을 통해 펌핑됩니다.증기의 일부는 피스톤에 [15][12]동력을 공급하는 데 재활용됩니다.

액체 금속 라이너는 플라즈마를 압축하는 역할 외에도 중수소-삼중수소 융합 반응에 의해 방출되는 중성자로부터 발전소 구조를 보호하여 플라즈마 대면 [16][12]물질의 구조적 손상 문제를 극복합니다.혼합물의 리튬은 [12][17]삼중수소를 생성한다.

라이너스

주요 기사 : 라이너스 (용융 실험)
플라즈마 인젝터

General Fusion의 접근법은 [18][19][20]1972년부터 미국 해군 연구소가 개발한 Linus 개념에 기초하고 있다.NRL의 연구원들은 소규모의 고에너지 밀도 [21]융합을 달성하기 위해 라이너 압축의 많은 장점을 유지하는 접근방식을 제안했다.

라이너스 개념에서 회전하는 액체 리튬 라이너는 고압 헬륨을 에너지원으로 사용하여 기계적으로 분해됩니다.라이너는 원통형 피스톤 역할을 하여 자기적으로 제한된 플라즈마를 융접 온도 및 비교적 높은 밀도로 단열 압축합니다(~1017 ions−3.cm).[18]그 후의 팽창에서는 플라즈마 에너지와 포착된 알파 입자에 의해 운반되는 핵융합 에너지가 직접 회수되어 기계적 사이클이 [18]자급자족하게 됩니다.

액체 금속은 압축 메커니즘과 열 전달 메커니즘으로 작용하여 핵융합 반응의 에너지를 [18]열로 포착할 수 있습니다.라이너스 연구원들은 라이너가 발전소에 대한 삼중수소 연료를 번식시키는 데도 사용될 수 있고, 고에너지 [18]중성자로부터 기계를 보호할 수 있을 것으로 예상했다.

Laberge에 따르면, Linus는 그 시대의 기술을 사용하여 압축 시간을 제대로 측정할 수 없었다.더 빠른 컴퓨터는 필요한 [10][20]타이밍을 제공합니다.그러나 단일 피스톤을 사용하는 시스템을 포함하여 타이밍 제약이 없는 다양한 라이너스 장치는 1970년대에 실험 실행 중에 제작되었으며 완전히 가역 압축 [22]스트로크를 입증했습니다.

역사

이 회사는 2002년 전직 Creo Products 수석 물리학자이자 수석 엔지니어 Michel Laberge에 [23]의해 설립되었습니다.1990년 브리티시컬럼비아대에서 물리학 박사학위를 취득해 에콜폴리테크니크와 캐나다 국립연구위원회에서 연구를 마쳤다.제너럴 퓨전(General Fusion)을 설립하기 전에는 Creo Products에서 9년간 [7]수석 물리학자 및 수석 엔지니어로 근무했습니다.

액체 금속 [24][25]소용돌이의 공압축과 붕괴를 시연하기 위해 약 1m 직경의 구형 압축 챔버 14개의 풀사이즈 피스톤으로 2013년에 개념 실증 시제품 압축 시스템이 구축되었습니다.

2013년경, 플라즈마를 압축하기 위해 수렴하는 구형 파동을 생성하기 위해 공압 피스톤이 사용되었습니다.각 시스템은 압축 [25][14]공기에 의해 1m 길이의 보어 아래로 구동되는 100kg, 30cm 직경의 해머 피스톤으로 구성되었습니다.해머 피스톤이 보어 끝에 있는 앤빌에 부딪혀 압축 챔버의 액체 금속으로 전달되는 큰 [25]진폭의 음향 펄스를 생성합니다.구형파를 만들기 위해, 이러한 타격의 타이밍을 10µs 이내로 제어해야 했다.이 회사는 충격 속도가 50m/s이고 타이밍이 [25]2µs 이내에 동기화된 연속 사격 시퀀스를 기록했습니다.

설립 초기부터 2016년까지 이 회사는 12개 이상의 플라즈마 [26]인젝터를 제작했습니다.여기에는 형성 및 자기 가속 섹션이 있는 대형 2단계 인젝터(더빙 "PI" 실험)와 3세대 소형 1단계 형성 전용 인젝터(MRT, INPECTOR 및 SPECTOR)[27]가 포함됩니다.이 회사는 SPECTOR의 수명이 최대 2밀리초이고 온도가 400eV를 [27]넘는다는 연구 결과를 발표했습니다.

2016년 현재 이 회사는 플라즈마 인젝터와 압축 드라이버 [28]기술을 포함한 발전소의 서브시스템을 개발했습니다.핵융합 에너지 원자로 [29]설계와 플라즈마 가속기(2015년),[30] 액체 금속 소용돌이(2016년),[31] 리튬 증발기(2016년)[32] 등의 기술이 2006년 특허를 획득했다.

2016년 GF 설계에서는 동축 마셜 건(플라즈마 레일건의 일종)에 의해 형성된 소형 트로이드 플라스마를 사용했으며, 자기장은 내부 플라즈마 전류와 플럭스 보존벽의 [33]와전류에 의해 지지되었다.2016년에는 플라즈마 수명이 최대 2밀리초이고 전자 온도가 400eV(4,800,000°C)[27]를 넘는 것으로 보고되었습니다.

PI3 플라즈마 인젝터는 2017년 12월 현재 [34]전작보다 10배 이상 강력한 세계 최고 수준의 플라즈마 인젝터로 평가받고 있다.이 장치는 직경 1m의 구형 압축실 [24][25]내부에 소용돌이를 형성하기 위해 100 kg/s로 펌핑된 15톤의 리퀴드 납 저장고를 사용했습니다.

2021년 현재 이 회사는[35] 약 140명의 직원을 보유하고 있으며 글로벌 투자자 [36][37]신디케이트로부터 1억 5천만 캐나다 달러 이상의 자금을 조달했습니다.이 회사는 영국 원자력 연구개발(R&D)의 중심지인 컬햄에 옥스퍼드셔에 시범공장을 짓기로 합의했다.이 발전소는 상업용 원자로의 70% 크기로 2025년까지 완공될 계획이었다.영국 정부의 자금은 "매우 의미 있는" 것으로 주장되었으며, 발전소의 총 비용은 약 4억 [38]달러입니다.그 회사는 실험용 [39]원자로의 모든 개별 부품을 검증했다고 주장했다.

리서치 콜라보레이션

  • Microsoft:2017년 5월 General Fusion과 Microsoft는 마이크로소프트의 Azure 클라우드 컴퓨팅 시스템을 기반으로 데이터 과학 플랫폼을 개발하기 위한 협업을 발표했습니다.프로젝트의 두 번째 단계는 고온 플라스마의 동작에 대한 통찰력을 발견하는 것을 목표로 데이터에 기계 학습을 적용하는 것이었습니다.이 새로운 계산 프로그램을 통해 General Fusion은 150,000건 이상의 실험 기록에서 100TB 이상의 데이터를 채굴할 수 있게 됩니다.이 데이터는 핵융합 시스템의 플라즈마 인젝터, 피스톤 어레이 및 연료실의 설계를 최적화하는 데 사용됩니다.이 콜라보레이션에서는, Microsoft Develope Experience Team은, 머신 러닝, 데이터 [40]관리, 및 클라우드 컴퓨팅에 있어서의 경험과 자원을 제공합니다.
  • 로스앨러모스 국립연구소: 제너럴퓨전(General Fusion)은 미국 에너지부 로스앨러모스 국립연구소와 자화 표적핵융합 [41]연구를 위한 공동연구개발협정(CRADA)을 체결했다.
  • 맥길 대학교:2017년 McGill University와 General Fusion은 General Fusion의 기술을 연구하기 위해 캐나다 자연과학 및 엔지니어링 연구 위원회로부터 Engagement Grant를 취득했습니다.특히, 이 프로젝트는 맥길의 진단 능력을 이용하여 플라즈마 압축 시 액체 금속 벽의 거동과 그것이 [42]플라즈마에 어떤 영향을 미칠 수 있는지를 이해하는 기술을 개발하는 것이었습니다.
  • 프린스턴 플라즈마 물리학 연구소:2016년 두 사람은 MTF 실험[43] 중 압축의 MHD 시뮬레이션을 만들었다.
  • 런던 퀸 메리 대학교:2015년 제너럴퓨전(General Fusion)은 QMUL CLithium 및 Y [44]코드를 사용하여 추구한 핵융합로의 다상 매질에서 비선형 소리 전파의 고충실도 시뮬레이션에 대한 연구에 자금을 지원했다.
  • Hatch Ltd: General Fusion과 Hatch Ltd.가 2015년에 합류하여 퓨전 에너지 시연 시스템을 구축하였습니다.이 프로젝트는 General Fusion의 독자적인 MTF(Magnetized Target Fusion) 테크놀로지를 기반으로 하는 주요 서브시스템과 물리시스템을 발전소 규모로 구축하고 시연하는 것을 목적으로 했습니다.시뮬레이션 모델은 이 핵융합 에너지 시스템이 규모에 [28]맞게 상업적이고 기술적으로 실행 가능한지 검증하기 위해 사용됩니다.
  • Culham 핵융합 에너지 센터:2021년 6월 General Fusion은 Culham에 세계 최초의 실질적인 민관 파트너십 핵융합 실험 공장을 유치하겠다는 영국 정부의 제안을 받아들이겠다고 발표했습니다.이 발전소는 2022년부터 2025년까지 건설될 예정이며 2020년대 후반이나 2030년대 초반 상업용 시범공장을 선도하기 위한 것이다.발전소는 풀스케일의 70%로 중수소 연료를 사용해 [45][46]1억5000만도의 안정적인 플라즈마를 얻을 수 있을 것으로 예상된다.

자금 조달

2021년 현재 제너럴퓨전사는 4억3000만달러의 자금을 [46][47]지원받고 있다.

라운드

투자자로는 Crysalix 벤처 캐피털, 캐나다 연방 크라운 법인인 Business Development Bank of Canada, Bezos Expeditions, Cenovus Energy, Pender Ventures, 말레이시아 국부펀드인 Khazanah Nasional 및 STC([48]Sustainable Development Technology Canada)가 있습니다.

벤쿠버에 거점을 둔 벤처 캐피털 회사인 Crysalix Energy Venture Capital은 [3][49][50]2007년에 120만 캐나다 달러의 시드 라운드를 주도했다.시드 라운드에 참가한 다른 캐나다 벤처 캐피털 기업으로는 GrowthWorks Capital과 BDC Venture Capital이 있습니다.

2009년에는 General Fusion이 이끄는 컨소시엄이 SDTC로부터 1390만 캐나다 달러의 상금을 받아 "음향 구동형 자기화 대상 융합"[51]에 관한 4년간의 연구 프로젝트를 실시했습니다.SDTC는 캐나다 정부가 [52]설립한 재단입니다.이 컨소시엄의 다른 멤버는 로스앨러모스 국립연구소입니다.[51]

2011년 시리즈B 라운드는 Bezos Expeditions, Braemar Energy Ventures, Business Development Bank of Canada, Cenovus Energy, Crysalix Venture Capital, Entrepreneures Fund 및 [53][54]Pender Ventures를 포함한 신디케이트로부터 1,950만달러를 조달했습니다.

2015년 5월 말레이시아 국부펀드 Khazanah Nasional Berhad 정부는 2700만 달러의 자금조달 [55]라운드를 주도했다.

SDTC는 2016년 3월에 맥길 대학(충격파 물리 그룹) 및 해치 주식회사와의 컨소시엄에서 [28]General Fusion에 1,275만 C$를 추가로 수여했습니다.

2018년 10월, 캐나다 혁신, 과학 및 경제 개발부 장관 Navdeep Bains는 캐나다 정부의 전략 혁신 기금이 General [37]Fusion에 4,930만 캐나다 달러를 투자할 것이라고 발표했다.

2019년 12월 General Fusion은 싱가포르의 테마섹 홀딩스, 베조스, 크리스알릭스로부터 시리즈E 주식 파이낸싱으로 6500만달러의 자금을 조달하고 캐나다 전략혁신기금으로부터 3800만달러의 자금을 조달했다.동사는, 동사의 Fusion [56][57]데모 플랜트의 설계, 건설, 가동을 개시할 수 있는 자금이라고 말했다.

2021년 1월, 동사는 Shopify의 설립자 Tobias Lütke의 Thisledown [58]Capital에 의한 자금 지원을 발표했습니다.

2021년 11월, 동사는 1억 3천만달러의 초과 청약을 완료했습니다.투자자는 Bezos, Business Development Bank of Canada, 헤지펀드 Segra Capital Management, 패밀리 오피스 투자자 등이다.상업용 [47]원자로 건설에 자금이 투입될 예정이었다.

크라우드 소싱된 혁신

2015년부터는 매사추세츠주 월섬에 본사를 둔 Innocentive를 통해 [59]세 가지 클라우드 소싱 과제를 수행했습니다.

첫 번째 과제는 녹은 [59]금속에 대한 반복적인 충격 하에서 앤빌을 밀봉하는 방법입니다.퓨전 장군은 극한의 온도와 반복적인 망치질을 견딜 수 있는 "강력 씰 기술"을 위한 솔루션을 성공적으로 개발하여 램을 구를 채우는 액체 금속으로부터 격리시켰다.이 회사는 오하이오주 클리블랜드에서 MIT 교육을 받은 기계 엔지니어인 커비 미참에게 2만 달러의 [60]상금을 수여했다.

두 번째 과제인 데이터 중심 플라즈마 성능 예측은 2015년 12월 플라즈마 [61]성능을 더욱 향상시킬 수 있는 실험 데이터의 패턴을 식별하는 것을 목표로 시작되었습니다.

세 번째 도전은 2016년 3월에 실행되었으며, 수백 마이크로초 이내에 5-10cm의 갭을 점프하도록 상당한 전류를 유도하는 방법을 모색했으며, "플라즈마 장치의 빠른 전류 스위치"[62]라는 제목으로 지정되었다.노트르담의 [63]박사후 연구자에게 5,000달러의 상금이 수여되었다.

참고 항목

레퍼런스

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