고온 초전도체를 이용한 소형 핵융합로

전문가 제언

○ 본 발명은 중성자와 에너지 생산을 위한 효율적인 소형 핵융합로와 관련이 있다. 핵융합로는 토로이드 (toroid) 플라스마 챔버와 자장을 발생하는 플라스마 구속 시스템으로 구성된다. 플라스마의 주 반경은 1.5m 이내 이며, 77K 이하의 저온에서 운전되는 고온초전도체 (HTS: high temperature superconductor) 토로이드 자석을 사용한다. 토로이드 자장은 중성자와 에너지 출력을 증가하기 위하여 5T 이상으로 증가가 가능하다고 설명한다.

○ ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor)는 지금까지 계획된 가장 크고 비용이 많이 드는 토카막 (tokamak)으로 ITER의 시작으로 세계의 핵융합연구는 새로운 국면을 진입하였다. ITER가 경제적인 전기 생산에 성공하려면 긴 펄스, 안정된 운전, 높은 효율이 요구되며, 앞으로도 많은 실험과 이론적 연구가 남아있다. 일반적으로 상업적 핵융합은 2050년 이전에 실현되기가 어려울 것으로 관측하고 있다.

○ 한국은 1995년 이후로 핵융합연구를 위하여 KSTAR를 개발하여 왔고, 2008년에 처음으로 플라스마 생산에 성공하였다. KSTAR는 ITER에서와 같이 초전도자석을 사용하는 연구용 토가막이다. 따라서 KSTAR 연구는 ITER 사업과 직접 연결되며, ITER 사업의 결과에서 많은 혜택을 기대하고 있다.

○ 본 발명에서 사용하는 HTS 자석은 저항으로 인한 열 효과가 없고, 전기 공급이 안정적이므로, 플라스마가 장시간 정상상태를 유지하는 것을 돕는다. HTS의 낮은 aspect ratio는 플라스마의 안전성과 에너지 구속을 개선할 수 있어서, 작은 비용으로 작은 규모에서 핵융합 에너지 생산이 가능하다고 설명한다. 본 발명은 핵융합로에서 발생하는 중성자는 1 MW ~ 100 MW의 출력을 가지며, 발전, 동위원소 및 수소 생산, 핵폐기물 처리 등에 이용이 가능할 것이다.

저자

KINGHAM, David, et al

자료유형

특허정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2013

권(호)

WO20130030554

잡지명

PCT특허

과학기술
표준분류

에너지

페이지

~44

분석자

강*무

분석물

• 고온 초전도체를 이용한 소형 핵융합로.pdf [315,022 byte]

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