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新型核能:价值6亿美元的核能独角兽如何规划击败太阳能

 铁血老枪 2019-07-22

新型核能:价值6亿美元的核能独角兽如何规划击败太阳能

和米奇 · 宾德鲍尔(Michl Binderbauer)一起走进他占地2英亩的实验室,感觉有点像和威利 · 旺卡(译注:Willy Wonka,是小说《查理和巧克力工厂》中的巧克力工厂主,2005年好莱坞电影版上映,该角色的主演是约翰尼 · 德普)一起参观工厂。 在一个角落里,TAE 技术公司的首席执行官宾德鲍尔展示了一台新机器,它可以用中子束轰击癌症肿瘤。 工程师们挤在一个控制室里。 控制室的窗外是:诺曼。

“诺曼”,是 TAE 公司100英尺长原型核聚变反应堆的名字,这是一个由不锈钢容器、电磁铁和粒子加速器组成的宏伟组合。 诺曼每8分钟发出一次铿锵声,它将1亿瓦特的电能转化成3000万摄氏度的等离子云,并用质子束(最简单的氢形式)发射出去。 它们以充足的力量相互碰撞,熔化成氦,在这个过程中释放出大量的能量。 '所有的结果来的都这么暴力,'50岁的宾德鲍尔笑着说。

去年以前还被称为 Tri Alpha Energy 的 TAE 已经筹集了6亿美元,最近的估值超过了20亿美元。 投资者包括已故的保罗 · 艾伦(译注:Paul Allen,微软的两位创始人之一,逝世于2018年10月15日)的瓦肯资本(Vulcan Capital),洛克斐勒家族的 瓦洛克创投(Venrock),以及亿万富翁股票交易员 Charles Schwab 的家族资产方 Big Sky Capital。 他们打赌 TAE 将能够把核聚变变成常规电力来源。

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为数百座核电站提供动力的核裂变,就是将铀原子裂变成中等大小的原子,以释放能量。而使恒星发光的聚变则相反,它将小原子结合成大原子来释放能量。核裂变带有熔毁的风险,产生的放射性废料必须被搁置10,000年。 核聚变有望防熔毁和无废料。

宾德鲍尔说:'核裂变是一系列连锁反应,一旦加入其中,就像与魔鬼签订了协议,很难脱身。'宾德鲍尔热情洋溢,在洛杉矶东南部一座桉树林立的工业园区经营 TAE。 '核聚变就不会有这种麻烦。 不过开头很难,继续则更难。'

它可能很棘手,也可能根本无法实现。宾德鲍尔把控制一个等离子体球的过程比喻为,用橡皮筋把一个旋转的液体果冻球固定在适当的位置上:'我们在百万分之一秒的时间里挣扎,那些东西慢慢地渗出来。' 而且,3000万摄氏度已经很不容易了,TAE 最终的目标是20亿摄氏度。

新势力夺权

随着煤炭业的衰落和核能的停滞不前,在天然气和可再生能源方向的电力投资开始大举扩张。(下图左侧单位为“十亿千瓦时”,能源发电类型,自下而上依次为:煤炭、天然气、核能、可再生资源、石油及其他。来源:美国能源情报署,注:仅公用事业规模发电)

新型核能:价值6亿美元的核能独角兽如何规划击败太阳能

俄罗斯物理学家在20世纪50年代开始研究核聚变。 他们认为一个商业反应堆可能在15年内准备好。 从那以后,一直都只是预测。 在实验室的一个角落里,宾德鲍尔展示了过去的聚变原型,没有一个可以生产超过自身消耗量的电能。

但是追随者仍然络绎不绝。 比尔 · 盖茨在一份声明中说:'现在,核技术是我们最好的可扩展的、基荷的、零碳排放的能源','不过它也带来了一些挑战。'

盖茨正在投资麻省理工学院的一个名为'联邦核聚变系统'(Commonwealth Fusion Systems)的子项目,该项目希望在2025年前建成一个能量正反应堆。 亿万富翁彼得 · 蒂尔和杰夫 · 贝索斯正在支持其他核聚变项目。他们都在和一个位于法国的跨国项目竞争,这个项目花费了纳税人200亿美元。

新型核能:价值6亿美元的核能独角兽如何规划击败太阳能

'我理解可再生能源的局限性,'查尔斯·施瓦布(Charles Schwab)的儿子迈克尔(Michael)表示。2002年,25岁的施瓦布向TAE投资了5万美元,此后也参与了每一轮融资。 '这个方向可以解决我们的能源问题。'

是什么使聚变比裂变更安全? 位于美国加州圣地亚哥的通用原子公司的聚变试验反应堆负责人大卫 · 希尔解释说,因为聚变的反应堆处于真空状态。 任何泄露都是向内的,这些泄露就会把火扑灭。而且,他还表示,这个过程中没有什么东西可以熔化。 如果你把所有的等离子体都变成固体,然后把它们堆积起来,这个量'比一粒盐还少'。

Tri Alpha Energy 的创始人诺曼 · 罗斯托克(Norman Rostoker,1925-2014)是加拿大人,曾在加州大学欧文分校任教。1988年,他获得了麦克斯韦尔等离子体物理学奖。 他和诺贝尔奖获得者,钚的发现者格伦 · 西博格看到了聚变能源共识方法的技术局限性,这种方法将重氢的同位素聚合在一起,聚变成氦,同时将它们磁性地限制在一个叫做“托卡马克”的甜甜圈状容器中。 反应所释放的大部分能量来自高速中子,这些中子会随着时间的推移腐蚀反应堆容器。

在奥地利出生的宾德鲍尔攻读博士后期间,罗斯托克与他们一起研究了另一种等离子体室反应,这种反应包括向硼的同位素发射质子束(元素氢)。 这种化学物质产生的中子很少; 相反,它喷射出带正电荷的阿尔法粒子,这种粒子也许不需要核电站里的蒸汽涡轮机就能发电。 1997年,当西博格帮助他们在《科学》杂志上宣传他们的突破时,引起了轰动。 但是要获得政府拨款来继续他们的工作是很困难的。 太多的等离子体专家把他们的职业生涯献给了托卡马克装置。

进入好莱坞。罗斯托克遇到了演员哈利·哈姆林,哈姆林的父亲是一位火箭科学家。虽然哈姆林在1987年被《人物》杂志评为最性感的男人,但是与他在鸡尾酒会上交谈甚欢的确实等离子物理学家。哈姆林参与共同创立了 Tri Alpha。之后登月宇航员巴兹 · 奥尔德林加入了(译注:Buzz Aldrin,登月第二人,登月第一人为阿姆斯特朗。奥尔德林还是登陆其他星球后返航踏入地球第1人。)谷歌联合创始人谢尔盖 · 布林参观了该公司,并提供人工智能工具帮助处理数据。 通用电气(General Electric)被免职的老板杰弗里·伊梅尔特(Jeffrey Immelt)是董事会中的最新明星。

名人带来美元,TAE获得了充沛的资金。位于 Foothill Ranch 的建筑和设备耗资1.5亿美元(包括诺曼在内的2.5亿美元) ,每年还需要另外5千万美元来维持运转。 现在,宾德鲍尔希望得到2亿美元左右的资金来建造第一台氢硼原型机,这是在更高温度下运行商用聚变反应堆之前,有关等离子体研究的最后一块基石。

宾德鲍尔幻想着经济前景。 太阳能电池的制造成本为每瓦特峰值发电能力一美元。 也许 TAE 可以把建造核聚变发电机的价格降低到每瓦1.5美元,这样它的电力就会比太阳能便宜,因为它在晚上也不会熄火。

不过风险投资家如果想看到 TAE 发电厂正式发电,还要等很长时间。 所以,为了稳住他们,宾德鲍尔成立了一家子公司,生产用于癌症治疗的粒子加速器。 (它的方法是向吸收了硼分子的肿瘤发射中子,产生极高的热量来杀死肿瘤。) 去年 TAE 筹集了4000万美元用于制造第一台设备,该设备将很快运往中国进行建造。 通用电气在医疗设备领域占有重要地位,伊梅尔特的人脉将有所帮助。 TAE需要人脉、资金和运气来点火发动。 20亿度? '尚待解决的问题会让你清醒过来,'宾德鲍尔说。

***

原作者更正: 这个故事的原始版本为诺曼的电力需求和工作温度给出了不正确的数值。 该机器每次实验使用超过1亿瓦特的电能,等离子体的温度需要达到3000万摄氏度。 哈里·哈姆林(Harry Hamlin)是 Tri Alpha Energy 的联合创始人,但从未担任过董事长。

《福布斯》网站5月21日刊登了Christopher Helman的文章《新型核能: 价值6亿美元的核能独角兽如何规划击败太阳能》

文:Christopher Helman

译:安东

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