에너지 스타트업 커먼웰스 퓨전 시스템즈(Commonwealth Fusion Systems, CFS)는 목요일, 구글의 디프마인드(DeepMind) 부서와 협력하여 곧 출시될 Sparc 원자로의 작동을 정밀 조정하고 개선하는 작업에 착수했다고 밝혔다.
양사는 전문 DeepMind 소프트웨어인 Torax를 활용해 CFS 원자로 내부에서 연소될 플라즈마를 시뮬레이션할 계획이다. 아울러 Torax를 인공지능(AI) 모델과 결합하여 CFS가 핵융합 전력을 가장 효율적으로 달성하는 방법을 도출하는 데 활용할 예정이다.
핵융합 전력은 거의 무한에 가까운 연료원인 물로부터 제로 배출량으로 대량의 전기를 공급할 수 있다는 장점을 지닌다. 이로 인해 AI 관련 기업들은 에너지 다소비 데이터 센터에 전력을 공급할 수단으로서 핵융합 스타트업에 대해 높은 기대를 보여왔으며, 구글 역시 CFS를 잠재적 고객으로 주목하고 있다.
이번 시도는 구글이 핵융합 분야에 진출하는 첫 시도는 아니다. 구글은 이전에 또 다른 핵융합 스타트업인 TAE Technologies와 협력하여 AI를 이용해 TAE의 핵융합 장치 내부에서 플라즈마가 어떻게 거동하는지 연구한 바 있다.
구글이 이 문제에 지속적으로 관심을 보이는 이유는 AI가 핵융합 전력 실현에 독보적인 역할을 할 수 있기 때문으로 분석된다.
핵융합 스타트업들이 직면한 가장 큰 과제 중 하나는 원자로 내부의 플라즈마를 충분히 오랜 시간 동안 고온 상태로 유지하는 것이다. 자가 지속적인 핵분열 반응과 달리, 핵융합 반응은 태양과 같은 별 외부에서는 유지하기가 매우 까다롭다. 적절한 질량과 중력이 부재하면 플라즈마는 확산하여 스스로 기능을 상실할 위험에 항상 노출되어 있다.
CFS 원자로에서는 강력한 자석이 중력을 대신하여 플라즈마를 가두는 역할을 수행하지만, 완벽하지는 않다. 원자로 운영자들은 변화하는 플라즈마 상태에 지속적으로 반응할 수 있는 정밀 제어 소프트웨어를 개발해야 하는 과제에 직면해 있다.
문제는 제어해야 할 변수(knobs)가 너무 많다는 것, 즉 인간의 처리 능력을 훨씬 초과한다는 점이다. 바로 이러한 복잡한 문제 해결에 AI가 탁월한 역량을 발휘할 수 있다. 전문가들은 AI를 지난 몇 년간 이 업계의 비약적인 발전을 가능하게 한 핵심 기술 중 하나로 평가해 왔다.
CFS는 현재 보스턴 외곽의 교외 지역에 시연 원자로인 Sparc를 건설하고 있다. 이 시설은 현재 약 2/3가 완성되었으며, 2026년 후반 완공을 앞두고 있다. CFS는 이 원자로가 핵융합 반응이 소비하는 에너지보다 더 많은 전력을 생산할 수 있는 최초의 핵융합 장치가 될 것으로 예측하고 있다.
구글은 Torax가 '순에너지 생성에 있어 가장 효율적이고 강력한 경로'를 찾는 데 강화 학습(reinforcement learning) 또는 진화 탐색 모델과 함께 사용될 수 있다고 설명했다. 두 회사는 또한 AI를 원자로의 운영 제어에 적용할 수 있을지 여부도 함께 탐구하고 있다.
지난 8월, 구글은 엔비디아(Nvidia)와 함께 CFS가 유치한 8억 6,300만 달러 규모의 Series B2 라운드에 참여했다. 이보다 앞서 구글은 CFS의 첫 상업 전력 발전소인 Arc에서 200메가와트(MW)의 전력을 구매할 것이라고 밝혔으며, Arc는 버지니아주 리치몬드 외곽에 건설될 예정이다. 구글은 또한 CFS의 경쟁사인 TAE Technologies의 투자사이기도 하다.