Qsci 10 달성과 33% 전력 변환 효율을 구현한 핵융합 발전 시뮬레이션 설계

Context

핵융합 에너지의 효율적 생산과 전력 변환 과정을 검증하기 위한 시뮬레이션 모델 구축 필요성 대두. 에너지 입력 대비 출력의 과학적 이득(Scientific Gain)과 시스템 내부 손실을 정밀하게 계산하는 구조 설계가 핵심 과제임.

Technical Solution

• 50 MJ 단위의 Pulse 에너지를 1.00 Hz 주기로 공급하는 주기적 에너지 주입 로직 설계
• Heating system 효율 50%를 반영한 실제 투입 에너지 계산 모델 적용
• Neutron(40%), Charged particle(20%), Heating(33%)으로 구분된 다각적 에너지 변환 경로 구축
• Blanket Multiplication 1.00배 설정을 통한 중성자 에너지 증폭률 제어
• House Load 20 MW를 차감하여 실제 송전 가능 전력을 산출하는 순출력 계산 아키텍처 구현

Impact

• Scientific Gain(Qsci) 10 달성을 통한 에너지 자립 가능성 검증
• 최종 전력 변환 효율 33% 및 가열 시스템 효율 50% 수치 확보
• House Load 20 MW를 고려한 실제 전력망 공급 가능량 산출

Key Takeaway

복잡한 에너지 흐름을 개별 변환 효율(Conversion Efficiency)의 연쇄적 곱으로 분리하여 모델링함으로써 각 단계의 병목 지점을 정밀하게 분석하는 설계 방식 적용