和米奇 · 賓德鮑爾(Michl Binderbauer)一起走進他占地2英畝的實驗室,感覺有點像和威利 · 旺卡(譯注:Willy Wonka,是小說《查理和巧克力工廠》中的巧克力工廠主,2005年好萊塢電影版上映,該角色的主演是約翰尼 · 德普)一起參觀工廠。 在一個角落里,TAE 技術(shù)公司的首席執(zhí)行官賓德鮑爾展示了一臺新機器,它可以用中子束轟擊癌癥腫瘤。 工程師們擠在一個控制室里。 控制室的窗外是:諾曼。
“諾曼”,是 TAE 公司100英尺長原型核聚變反應(yīng)堆的名字,這是一個由不銹鋼容器、電磁鐵和粒子加速器組成的宏偉組合。 諾曼每8分鐘發(fā)出一次鏗鏘聲,它將1億瓦特的電能轉(zhuǎn)化成3000萬攝氏度的等離子云,并用質(zhì)子束(最簡單的氫形式)發(fā)射出去。 它們以充足的力量相互碰撞,熔化成氦,在這個過程中釋放出大量的能量。 '所有的結(jié)果來的都這么暴力,'50歲的賓德鮑爾笑著說。
去年以前還被稱為 Tri Alpha Energy 的 TAE 已經(jīng)籌集了6億美元,最近的估值超過了20億美元。 投資者包括已故的保羅 · 艾倫(譯注:Paul Allen,微軟的兩位創(chuàng)始人之一,逝世于2018年10月15日)的瓦肯資本(Vulcan Capital),洛克斐勒家族的 瓦洛克創(chuàng)投(Venrock),以及億萬富翁股票交易員 Charles Schwab 的家族資產(chǎn)方 Big Sky Capital。 他們打賭 TAE 將能夠把核聚變變成常規(guī)電力來源。
為數(shù)百座核電站提供動力的核裂變,就是將鈾原子裂變成中等大小的原子,以釋放能量。而使恒星發(fā)光的聚變則相反,它將小原子結(jié)合成大原子來釋放能量。核裂變帶有熔毀的風險,產(chǎn)生的放射性廢料必須被擱置10,000年。 核聚變有望防熔毀和無廢料。
賓德鮑爾說:'核裂變是一系列連鎖反應(yīng),一旦加入其中,就像與魔鬼簽訂了協(xié)議,很難脫身。'賓德鮑爾熱情洋溢,在洛杉磯東南部一座桉樹林立的工業(yè)園區(qū)經(jīng)營 TAE。 '核聚變就不會有這種麻煩。 不過開頭很難,繼續(xù)則更難。'
它可能很棘手,也可能根本無法實現(xiàn)。賓德鮑爾把控制一個等離子體球的過程比喻為,用橡皮筋把一個旋轉(zhuǎn)的液體果凍球固定在適當?shù)奈恢蒙希?我們在百萬分之一秒的時間里掙扎,那些東西慢慢地滲出來。' 而且,3000萬攝氏度已經(jīng)很不容易了,TAE 最終的目標是20億攝氏度。
新勢力奪權(quán)
隨著煤炭業(yè)的衰落和核能的停滯不前,在天然氣和可再生能源方向的電力投資開始大舉擴張。(下圖左側(cè)單位為“十億千瓦時”,能源發(fā)電類型,自下而上依次為:煤炭、天然氣、核能、可再生資源、石油及其他。來源:美國能源情報署,注:僅公用事業(yè)規(guī)模發(fā)電)
俄羅斯物理學家在20世紀50年代開始研究核聚變。 他們認為一個商業(yè)反應(yīng)堆可能在15年內(nèi)準備好。 從那以后,一直都只是預測。 在實驗室的一個角落里,賓德鮑爾展示了過去的聚變原型,沒有一個可以生產(chǎn)超過自身消耗量的電能。
但是追隨者仍然絡(luò)繹不絕。 比爾 · 蓋茨在一份聲明中說:'現(xiàn)在,核技術(shù)是我們最好的可擴展的、基荷的、零碳排放的能源','不過它也帶來了一些挑戰(zhàn)。'
蓋茨正在投資麻省理工學院的一個名為'聯(lián)邦核聚變系統(tǒng)'(Commonwealth Fusion Systems)的子項目,該項目希望在2025年前建成一個能量正反應(yīng)堆。 億萬富翁彼得 · 蒂爾和杰夫 · 貝索斯正在支持其他核聚變項目。他們都在和一個位于法國的跨國項目競爭,這個項目花費了納稅人200億美元。
'我理解可再生能源的局限性,'查爾斯·施瓦布(Charles Schwab)的兒子邁克爾(Michael)表示。2002年,25歲的施瓦布向TAE投資了5萬美元,此后也參與了每一輪融資。 '這個方向可以解決我們的能源問題。'
是什么使聚變比裂變更安全? 位于美國加州圣地亞哥的通用原子公司的聚變試驗反應(yīng)堆負責人大衛(wèi) · 希爾解釋說,因為聚變的反應(yīng)堆處于真空狀態(tài)。 任何泄露都是向內(nèi)的,這些泄露就會把火撲滅。而且,他還表示,這個過程中沒有什么東西可以熔化。 如果你把所有的等離子體都變成固體,然后把它們堆積起來,這個量'比一粒鹽還少'。
Tri Alpha Energy 的創(chuàng)始人諾曼 · 羅斯托克(Norman Rostoker,1925-2014)是加拿大人,曾在加州大學歐文分校任教。1988年,他獲得了麥克斯韋爾等離子體物理學獎。 他和諾貝爾獎獲得者,钚的發(fā)現(xiàn)者格倫 · 西博格看到了聚變能源共識方法的技術(shù)局限性,這種方法將重氫的同位素聚合在一起,聚變成氦,同時將它們磁性地限制在一個叫做“托卡馬克”的甜甜圈狀容器中。 反應(yīng)所釋放的大部分能量來自高速中子,這些中子會隨著時間的推移腐蝕反應(yīng)堆容器。
在奧地利出生的賓德鮑爾攻讀博士后期間,羅斯托克與他們一起研究了另一種等離子體室反應(yīng),這種反應(yīng)包括向硼的同位素發(fā)射質(zhì)子束(元素氫)。 這種化學物質(zhì)產(chǎn)生的中子很少; 相反,它噴射出帶正電荷的阿爾法粒子,這種粒子也許不需要核電站里的蒸汽渦輪機就能發(fā)電。 1997年,當西博格幫助他們在《科學》雜志上宣傳他們的突破時,引起了轟動。 但是要獲得政府撥款來繼續(xù)他們的工作是很困難的。 太多的等離子體專家把他們的職業(yè)生涯獻給了托卡馬克裝置。
進入好萊塢。羅斯托克遇到了演員哈利·哈姆林,哈姆林的父親是一位火箭科學家。雖然哈姆林在1987年被《人物》雜志評為最性感的男人,但是與他在雞尾酒會上交談甚歡的確實等離子物理學家。哈姆林參與共同創(chuàng)立了 Tri Alpha。之后登月宇航員巴茲 · 奧爾德林加入了(譯注:Buzz Aldrin,登月第二人,登月第一人為阿姆斯特朗。奧爾德林還是登陸其他星球后返航踏入地球第1人。)谷歌聯(lián)合創(chuàng)始人謝爾蓋 · 布林參觀了該公司,并提供人工智能工具幫助處理數(shù)據(jù)。 通用電氣(General Electric)被免職的老板杰弗里·伊梅爾特(Jeffrey Immelt)是董事會中的最新明星。
名人帶來美元,TAE獲得了充沛的資金。位于 Foothill Ranch 的建筑和設(shè)備耗資1.5億美元(包括諾曼在內(nèi)的2.5億美元) ,每年還需要另外5千萬美元來維持運轉(zhuǎn)。 現(xiàn)在,賓德鮑爾希望得到2億美元左右的資金來建造第一臺氫硼原型機,這是在更高溫度下運行商用聚變反應(yīng)堆之前,有關(guān)等離子體研究的最后一塊基石。
賓德鮑爾幻想著經(jīng)濟前景。 太陽能電池的制造成本為每瓦特峰值發(fā)電能力一美元。 也許 TAE 可以把建造核聚變發(fā)電機的價格降低到每瓦1.5美元,這樣它的電力就會比太陽能便宜,因為它在晚上也不會熄火。
不過風險投資家如果想看到 TAE 發(fā)電廠正式發(fā)電,還要等很長時間。 所以,為了穩(wěn)住他們,賓德鮑爾成立了一家子公司,生產(chǎn)用于癌癥治療的粒子加速器。 (它的方法是向吸收了硼分子的腫瘤發(fā)射中子,產(chǎn)生極高的熱量來殺死腫瘤。) 去年 TAE 籌集了4000萬美元用于制造第一臺設(shè)備,該設(shè)備將很快運往中國進行建造。 通用電氣在醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域占有重要地位,伊梅爾特的人脈將有所幫助。 TAE需要人脈、資金和運氣來點火發(fā)動。 20億度? '尚待解決的問題會讓你清醒過來,'賓德鮑爾說。
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原作者更正: 這個故事的原始版本為諾曼的電力需求和工作溫度給出了不正確的數(shù)值。 該機器每次實驗使用超過1億瓦特的電能,等離子體的溫度需要達到3000萬攝氏度。 哈里·哈姆林(Harry Hamlin)是 Tri Alpha Energy 的聯(lián)合創(chuàng)始人,但從未擔任過董事長。
《福布斯》網(wǎng)站5月21日刊登了Christopher Helman的文章《新型核能: 價值6億美元的核能獨角獸如何規(guī)劃擊敗太陽能》
文:Christopher Helman
譯:安東
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