TAE Technologies 的重點是核聚變。該公司最近證實，它正在建造一座反應堆，其功能是生產(chǎn)清潔能源。到 2030 年，核聚變將成為這些行動的主要來源。

核電站使用核裂變，即原子分裂。相反，TAE Technologies 采用了一種突破性的方法，重現(xiàn)了太陽內部發(fā)生的過程。

這種機制產(chǎn)生和限制等離子體并確保完全安全。

TAE Technologies 是一家美國私營公司，于 1998 年在加利福尼亞州成立，由 200 多名專家組成，其中包括專門從事反應堆和核聚變技術開發(fā)的物理學家、工程師。在接受 EE Times 采訪時，TAE Technologies 首席執(zhí)行官 Michl Binderbauer 描述了聚變能的現(xiàn)狀及其未來的應用。該公司成立于 1998 年，是加州大學歐文分校物理系的衍生公司。大多數(shù)工程師和科學家在加州實驗室工作。在全球范圍內有大約 250 名員工。該公司已經(jīng)從一些世界上最成熟的投資者那里籌集了超過 8.8 億美元的私人資金，包括谷歌、NEA、Venrock 和 Wellcome Trust，以及 Addison Fischer、Samberg 家族和 Charles Schwab 等富有遠見的家族辦公室。

“TAE 的所有資金都依賴于闡明和實現(xiàn)特定的科學目標。這種“按里程碑賺錢”的方法使我們在 20 年內按時、按預算或低于預算。我們的顧問是科學和工業(yè)界最有經(jīng)驗和最著名的名字。多年來，我們的獨立科學小組包括多位諾貝爾獎和麥克斯韋獎獲得者。我們的董事會成員包括 GE 前首席執(zhí)行官 Jeffrey Immelt；摩根士丹利前首席執(zhí)行官約翰·麥克；Richard Meserve，卡內基科學研究所名譽主席，美國核管理委員會前主席；美國前能源部長歐內斯特·莫尼茲；和別的。此外，TAE Technologies 通過包括國家實驗室、領先大學、

圖 1：米歇爾·賓德鮑爾

聚變能源

核聚變提供了大量清潔能源來幫助緩解全球變暖：聚變發(fā)電廠不燃燒化石燃料，不產(chǎn)生溫室氣體排放或長壽命放射性廢物。對于大多數(shù)聚變概念而言，該過程首先將不同的氫同位素加熱到非常高的溫度，導致單個原子失去電子并形成等離子體離子，這是一種必須包含的渾濁物質。然后通過這些高能離子的碰撞展開聚變，從而形成氦和大量能量，理想情況下可以自我維持，無需任何進一步的能量輸入。

TAE 的概念源于解決傳統(tǒng)托科馬克反應堆面臨的困難的愿望，例如對氘氚處理技術的需求、氚的有限可用性以及超導磁體的尺寸和成本。TAE 反應器的核心是氫和硼的聚變。

Binderbauer 說，聚變是大自然首選的能源。這與為太陽和恒星提供能量的過程相同，它使地球上的生命成為可能。TAE 將聚變技術視為未來全球能源供應中至關重要的、具有成本競爭力的組成部分?！拔覀兊哪繕耸峭ㄟ^一種安全、清潔、經(jīng)濟、無碳的新能源來減少人類對環(huán)境的影響，”Binderbauer 說

他補充說，“聚變是綠色的‘圣杯’，因為它有可能以零碳排放供應我們目前在全球消耗的能源量——更不用說它滿足不斷增長的需求這一事實。還記得疫情初期嗎？由于世界大部分地區(qū)一度關閉，排放量顯著減少。Fusion 可以復制這些條件（甚至改善它們），而不會造成全球大流行的嚴重不利影響?！?/p>

TAE 的解決方案是利用氫硼聚變，這種反應只發(fā)射三個氦核，即所謂的 α 粒子和 X 射線，其能量最終用于驅動渦輪機。

Binderbauer 強調，TAE 的目標也是使用氫硼燃料（也稱為質子硼或 p-B11）提供公用事業(yè)規(guī)模的聚變。“我們相信這是人類對具有成本競爭力的 24/7 無碳基荷能源的最佳選擇。氫硼是地球上最清潔、最環(huán)保的燃料來源，沒有有害的副產(chǎn)品和足夠的自然供應來維持地球近 100,000 年。作為一個物種，在我們耗盡這種燃料之前，我們很可能會因自己的行為而滅絕，”賓德鮑爾說。

當前技術和市場

利用地球聚變的能量取決于兩個條件：將等離子體保持在足夠高的溫度下足夠長的時間以維持聚變反應。Binderbauer 說，TAE 將此稱為 Hot Enough Long Enough (HE/LE) 要求。“對于反應堆的性能水平，足夠熱意味著至少達到 1 億攝氏度，這是今天很容易達到的溫度。然而，維持這種炎熱的環(huán)境極具挑戰(zhàn)性，因為等離子體是一種微妙的物質，必須保護它免受可能使其衰變或冷卻的條件的影響。目標是足夠好地限制這種等離子體，使其可以用比聚變反應產(chǎn)生的能量更少的能量來維持。通過這樣做，然后可以將凈能量釋放到電網(wǎng)。在過去的 50 年里，

TAE 在稱為先進光束驅動場反轉配置 (FRC) 的專有平臺方面取得了實質性進展?！芭c托卡馬克的“甜甜圈”形狀不同，F(xiàn)RC 是一種線性配置，可在相對簡單的磁場中以高磁效率將等離子體保持在空心旋轉足球形狀中。TAE 的聚變裝置由一根 20 米長的管子組成，管子周圍環(huán)繞著磁鐵，等離子環(huán)從兩端高速射入管子中。當環(huán)碰撞時，它們在反應室內形成一個空心足球，然后通過向其中發(fā)射加速器束來加熱和穩(wěn)定。這是 TAE 開創(chuàng)的獨特創(chuàng)新。因此，這意味著更好的密封性、更高的等離子體穩(wěn)定性以及具有成本競爭力的商業(yè)聚變能源之路，”Binderbauer 說。

通過利用這項技術，TAE 最近在其 Norman 平臺上實現(xiàn)了一個重要的科學里程碑，并驗證了該公司獨特的聚變能源方法?！霸谝郧暗膶嶒灧桨钢校覀円呀?jīng)證明我們可以無限期地維持等離子體（足夠長）。TAE 現(xiàn)在已經(jīng)用平均 5000 萬攝氏度的等離子體驗證了足夠熱，距離我們下一個平臺哥白尼的設計目標只有 2 倍。因此，我們有信心在 10 年中期達到 100+ 百萬攝氏度是絕對可以實現(xiàn)的，隨后獲得許可機會，”Binderbauer 說。

這一成就得到了部署最先進的計算流程的支持，包括與谷歌持續(xù)合作的機器學習（產(chǎn)生了驗光師算法）和能源部利用百億億次計算的 INCITE 計劃的處理能力。

隨著公司旗下的諾曼里程碑和超導磁體、機器學習、通用機器控制、數(shù)據(jù)科學、真空技術、加速器技術、高速數(shù)字電子等技術現(xiàn)在滿足聚變的性能要求，TAE 預計將建立接近十年末的原型發(fā)電廠。

Fusion 并不排斥其他技術，Binderbauer 認為它是全面的可再生能源組合的一部分?！拔覀儸F(xiàn)在和未來都必須部署其他形式的綠色能源，即使在聚變啟動并運行時也是如此。聚變是一種長期的方法，也是一種強大的能源，最終可以為電網(wǎng)提供所需的基荷電力，以補充太陽能、風能和其他可再生能源。由于聚變不依賴于陽光照射或風吹，它可以確保隨時可用的電力。此外，由于聚變是一開始就功率密度最高的能源發(fā)電技術，而且 TAE 的配置安全、緊湊、具有成本效益且易于部署，因此它可以靠近能源需求，并減少對低效和難看的傳輸?shù)男枨缶€，”賓德鮑爾說。

發(fā)展 TAE 的聚變愿景還導致該公司將其加速器束和電源管理技術衍生的應用程序快速商業(yè)化。例如，Binderbauer 指出，TAE Life Sciences 利用 TAE 的加速器光束提供一種生物靶向治療方式，以解決多中心、擴散和無法手術的癌癥。此外，TAE 目前正在移動和固定市場發(fā)展合作伙伴關系，以擴大電動汽車的續(xù)航里程、效率和更快的充電速度，以及在住宅、商業(yè)、工業(yè)和公用事業(yè)規(guī)模的電網(wǎng)應用中的部署。

審核編輯 黃昊宇