시애틀 지역이 연기에 휩싸였을 때 Helion Energy 방문

20월 XNUMX일 목요일에 저는 워싱턴 주 에버렛으로 취재 여행을 다녀왔습니다. 헬리온 에너지, Peter Thiel과 Sam Altman을 포함하여 비교적 잘 알려진 다수의 실리콘 밸리 투자자들로부터 거의 600억 달러를 모금한 퓨전 스타트업입니다. 특정 성과 목표를 달성하면 1.7억 달러의 추가 약정이 있습니다.

핵융합은 오래 지속되는 핵폐기물을 발생시키지 않고 무한한 청정 에너지를 만들 수 있는 잠재력을 가지고 있기 때문에 종종 청정 에너지의 "성배"라고 불립니다. 그러나 성배는 여전히 어려운데, 그 이유는 반응을 촉발시키는 데 필요한 더 많은 에너지를 생성하고 장기간 지속할 수 있는 방식으로 지구에서 핵융합을 재창조하는 것이 지금까지 달성할 수 없었기 때문입니다. 핵융합을 지구상에서 대규모로 상업화할 수만 있다면 우리의 모든 에너지 문제가 해결될 것이라고 핵융합 지지자들은 말합니다. 

퓨전은 SF 판타지 소설에서만 존재하는 테크노 유토피아에 확고하게 자리 잡은 것처럼 보이지만 손이 닿지 않는 수십 년 동안 지평선에 있었습니다.

그러나 Helion Energy의 거대한 작업 공간과 연구실을 방문하면서 융합에 대한 아이디어를 완전히 환상에서 벗어나 잠재적으로 현실로 끌어냈습니다. 물론 "잠재적으로 현실적"이라는 말은 핵융합이 내년에 여러분의 집과 제 컴퓨터에 전력을 공급하는 상업적으로 실행 가능한 에너지원이 될 것이라는 의미는 아닙니다. 그러나 더 이상 우주선을 타고 명왕성으로 가는 것처럼 느껴지지 않습니다.

에버렛에 있는 거대한 Helion Energy 건물을 걸으면서 하나는 완전히 가동되고 다른 하나는 아직 건설 중이었습니다. 건설 장비, 기계, 전원 코드, 작업대 및 수많은 우주선 모양의 구성 부품이 어디에나 있습니다. 계획이 실행되고 있습니다. 엄청나게 외국처럼 보이는 기계가 건설되고 테스트되고 있습니다.

헬리온 에너지 직원들에게 핵융합 장치를 만드는 것은 그들의 일입니다. 매일 사무실에 출근하는 것은 파트 A를 파트 B와 파트 C에 넣고, 그 파트를 만지작거리고, 테스트하고, 더 많은 파트를 넣고, 테스트하고, 뭔가가 제대로 작동하지 않을 때 그 파트를 분해하는 것을 의미합니다. 그런 다음 그렇게 될 때까지 다시 조립합니다. 그리고 파트 D와 파트 E로 넘어갑니다.

내 방문 날짜도 이 이야기와 관련이 있습니다. 내 보고 여행에 이상하게 현실이 되는 두 번째 레이어가 추가되었기 때문입니다. 

20월 254일 시애틀 에버렛 지역은 위험한 수준의 산불 연기로 뒤덮였습니다. 에버렛의 대기질 지수는 XNUMX로 당시 세계 최악의 대기질이었다. 아이큐에어.

“북쪽 캐스케이드에서 타는 여러 개의 산불은 따뜻하고 건조하며 바람이 많이 부는 기상 조건으로 인해 발생했습니다. 동풍이 불을 일으키고 연기를 에버렛과 시애틀 지역을 향해 서쪽으로 몰아갔습니다.” 크리스티 체스터 슈뢰더, IQAir North America의 대기질 과학 관리자가 저에게 말했습니다.

지구 온난화는 이러한 화재에 연료를 공급하고 있습니다. 데니스 L. 모저럴, 프린스턴 대학의 환경 공학 및 국제 문제 교수가 나에게 말했습니다.

Mauzerall은 "기후 변화가 올해 태평양 북서부 지역에 만연한 고온 및 건조 조건에 기여했습니다."라고 말했습니다. "기후 변화로 인해 악화된 이러한 기상 조건은 극도로 열악한 대기 질에 대한 책임이 있는 화재의 가능성과 심각성을 증가시켰습니다."

Helion은 처음으로 모든 직원에게 집에 있으라고 말했습니다. 경영진은 그들에게 집을 떠나라고 요구하는 것이 너무 위험하다고 생각했습니다.

내가 방문한 상황은 불편한 싸움을 일으켰다. 한편으로는 핵융합 에너지의 가능성에 대한 새로운 희망을 갖게 되었습니다. 동시에 나는 세상의 상태에 대한 깊은 두려움과 내부적으로 씨름하고 있었다.

그 순간의 무게를 느끼는 것은 나 혼자가 아니었다. “매우 이례적이다” Helion의 공동 창립자이자 CTO인 Chris Pihl은, 연기에 대해 말했다.

Pihl은 거의 1.5년 동안 융합에 대해 연구해 왔습니다. 그는 물리학 학자의 영역에서 기자들이 밀접하게 뒤따르는 분야로 발전하고 수십억 달러의 투자를 모으는 것을 보았습니다. 융합 작업을 하는 사람들은 쿨한 아이들, 약자 영웅이 되었습니다. 목표 온난화 XNUMX도 이내로 유지하겠다는 현실적 희망을 우리가 집단적으로 무너뜨리고 전 세계 에너지 수요가 계속 증가함에 따라 핵융합은 때때로 유일한 해결책처럼 느껴지는 홈런입니다.

"그것은 학문적 추구라기보다는 이타적인 추구이며, 상황이 진행되고 있는 이 시점에서 더 많은 생존 게임으로 바뀌고 있다고 생각합니다."라고 Pihl은 빈 Helion 사무실에 앉아서 회색 연기의 벽. “그래서 필요합니다. 그리고 주목을 받고 있어 기쁘다”고 말했다.

CEO 겸 공동 설립자 데이비드 커틀리 Helion이 2020세대 시스템인 Polaris의 구성 요소를 구성하는 작업을 하고 있는 광대한 실험실 공간을 안내해 주었습니다. 각 세대는 Helion의 특정 융합 접근 방식을 결실로 가져오는 데 필요한 물리학 및 공학의 일부 조합을 입증했습니다. 100세대 프로토타입인 트렌타(Trenta)는 XNUMX년에 완성되어 XNUMX억도에 도달할 수 있음이 입증되었으며 이는 헬리온의 접근 방식을 입증하는 주요 이정표입니다.

Polaris는 무엇보다도 순 전력을 달성할 수 있음, 즉 소비하는 것보다 더 많이 생성할 수 있음을 증명하기 위한 것이며 첫 번째 상용 등급 시스템이 될 2024세대 시스템 설계를 이미 시작했습니다. 목표는 Helion이 XNUMX년까지 핵융합으로 전기를 생산하고 XNUMX년 말까지 전력망에 전력을 공급할 수 있음을 입증하는 것이라고 Kirtley는 말했습니다.

미국의 전력망에 핵융합 에너지를 공급하는 타당성 중 일부는 Helion이 제어할 수 없는 요인에 따라 달라집니다. 즉, 원자력 규제 위원회(Nuclear Regulatory Commission)와 규제 프로세스를 수립하고 필요한 그리드 상호 연결 승인을 얻기 위한 라이선스 프로세스인 Kirtley는 이 프로세스를 수행했습니다. 말은 몇 년에서 많게는 XNUMX년까지 다양할 수 있습니다. 퓨전을 그리드에 연결하는 데 필요한 규제 장애물이 너무 많기 때문에 Kirtley는 첫 번째 유료 고객이 전력이 부족한 데이터 센터를 보유한 기술 회사와 같은 개인 고객이 될 것으로 예상한다고 말했습니다. 유틸리티 회사와 작업하는 데 시간이 더 오래 걸립니다.

비핵융합 전문가(나 같은)에게는 아마도 가장 다른 세상처럼 보이는 Polaris 시스템의 한 부분으로, 핵융합로의 연료가 장치에 들어가는 방식인 Polaris 인젝터 테스트입니다.

틀림없이 가장 잘 알려진 핵융합 방법은 핵융합 반응이 일어날 수 있는 플라즈마를 유지하기 위해 초강력 자석을 사용하는 도넛 모양의 장치인 토카막을 포함합니다. 라고 불리는 국제 협력 융합 프로젝트 ITER (라틴어로 "길")은 융합의 가능성을 증명하기 위해 남부 프랑스에 거대한 토카막을 건설하고 있습니다.

Helion은 토카막을 구축하지 않습니다. FRC(Field Reversed Configuration)라는 길고 좁은 장치를 만들고 있으며 다음 버전은 길이가 약 60피트가 될 것입니다.

연료는 장치의 양쪽 끝에서 짧은 짧은 파열로 분사되고 루프에 흐르는 전류는 플라즈마를 가둡니다. 자석은 펄스로 순차적으로 발사되어 양쪽 끝에 있는 플라즈마를 시속 100만 마일 이상의 속도로 서로를 향해 발사합니다. 플라즈마는 중앙 핵융합 챔버에서 서로 충돌하여 합쳐져 섭씨 XNUMX억도에 달하는 초고온의 고밀도 플라즈마가 됩니다. 여기에서 융합이 일어나 새로운 에너지를 생성합니다. 플라즈마 압축을 용이하게 하는 자기 코일은 또한 생성된 에너지를 회수합니다. 그 에너지 중 일부는 재활용되어 원래 반응에 동력을 공급한 커패시터를 재충전하는 데 사용됩니다. 추가 추가 에너지는 사용할 수 있는 전기입니다.  

Kirtley는 융합 기계의 펄스를 피스톤에 비유합니다.

“연료를 압축하면 매우 뜨겁고 매우 강렬하게 연소되지만 아주 잠깐일 뿐입니다. 그리고 그 작은 펄스에서 방출되는 열의 양은 항상 켜져 있는 큰 모닥불보다 많습니다.”라고 그는 말했습니다. "그리고 펄스이기 때문에, 단지 하나의 작은 고강도 펄스이기 때문에 이러한 엔진을 훨씬 더 작고 훨씬 작게 만들 수 있습니다." 이것은 비용 절감에 중요합니다.

아이디어는 사실 새로운 것이 아닙니다. 그것은 1950년대와 60년대에 이론화되었다고 Kirtley는 말했습니다. 그러나 현대의 트랜지스터와 반도체가 개발될 때까지는 실행이 불가능했습니다. Pihl과 Kirtley는 둘 다 경력 초기에 퓨전을 보았고 이 FRC 디자인에 이르기까지 경제적으로 실행 가능한지 확신하지 못했습니다. 

건너야 할 또 다른 해자: 이 디자인은 매우 희귀한 연료를 사용합니다. Helion의 접근 방식을 위한 연료는 찾기 쉬운 수소의 동위원소인 중수소와 XNUMX개의 추가 중성자가 있는 매우 드문 유형의 헬륨인 XNUMX입니다.

Kritley는 "우리는 매우 희귀한 헬륨 XNUMX을 얻기 위해 우주로 가야 한다고 말하곤 했습니다."라고 말했습니다. Helion은 핵융합 기계를 확장할 수 있도록 핵융합으로 XNUMX번 헬륨을 만드는 방법도 개발하고 있습니다.

Helion이 목표하는 대로 세계에 무제한 청정 에너지를 제공하기까지 많은 단계와 프로세스 및 규제 장애물이 있다는 데는 의심의 여지가 없습니다. 그러나 내가 본 것 중 가장 큰 천장 선풍기가 있는 거대한 광활한 실험실 시설을 걷는 느낌은 이전에는 느껴보지 못한 방식으로 가능한 것 같습니다. 그날 연기 속으로 다시 걸어 나왔을 때, 나는 그 정도의 희망을 갖게 된 것에 정말 감사했습니다.

그러나 대부분의 사람들은 그날 Helion Energy 연구소를 견학하지 않았습니다. 대부분의 사람들은 차고에서 일하는 정비공처럼 수행되는 작업이 융합 기계를 만드는 작업인 미래를 보지 못하고, 지평선을 볼 수 없고, 바깥에 갇힌 채로 앉아 있거나 바깥에 위험에 처했습니다. 나는 Kirtley에게 연기에 대한 절망감과 조립되는 융합 부품에 대한 희망에 대해 느꼈습니다.

Kirtley는 "때때로 우리가 세상에서 보는 것과 여기에서 구축하는 것의 인지 부조화는 매우 극단적입니다."라고 말했습니다.

“XNUMX년 전만 해도 우리는 핵융합에 대해 덜 낙관적이었습니다.” 하지만 지금은 실험실 주변을 산책하는 그의 눈이 빛납니다. “나는 매우 흥분된다. 나는 매우 – 당신이 알 수 있듯이 – 나는 매우 활력을 얻습니다.”

다른 젊은 과학자들도 핵융합에 대해 흥분하고 있습니다. 내가 방문한 주 초에 Kirtley는 American Physics Society Department of Plasma Physics 컨퍼런스에서 강연을 하고 있었습니다.

그는 “대화가 끝나고 나가니 30~40명이 같이 왔는데 복도에서 업계 얘기만 10시간 XNUMX분 정도 했다”고 말했다. “감동이 컸다. 그리고 대부분은 대학원생이나 박사후 연구원이거나 경력의 첫 XNUMX년 동안 민간 산업이 하는 일에 대해 매우 흥분하는 젊은 엔지니어와 과학자였습니다.”