谷歌和雪佛龍投資核聚變
核聚變有時(shí)被稱為清潔能源的圣杯,因?yàn)樗袧摿μ峁缀鯚o限的無排放能源,而不會(huì)產(chǎn)生由核裂變產(chǎn)生的破壞性、持久的放射性廢物。
核裂變是傳統(tǒng)核電站通過將一個(gè)較大的原子分裂成兩個(gè)較小的原子來產(chǎn)生能量的方法,從而釋放能量。核聚變逆轉(zhuǎn)了這個(gè)過程,當(dāng)兩個(gè)更大的原子碰撞產(chǎn)生一個(gè)更大的原子時(shí)產(chǎn)生能量。
TAE Technologies是 1998 年成立于加州大學(xué)歐文分校的私人控股子公司,擁有專有的聚變方法,利用一種產(chǎn)生和限制等離子體并在更高溫度下運(yùn)行的機(jī)制來實(shí)現(xiàn)比其他嘗試的技術(shù)具有更高穩(wěn)定性和安全性的聚變利用為太陽(yáng)提供能量的過程。
TAE Technologies 宣布已獲得戰(zhàn)略和機(jī)構(gòu)投資,以資助其下一個(gè)研究反應(yīng)堆哥白尼的建設(shè),此前該反應(yīng)堆的溫度已超過 7500 萬攝氏度,并展示了其最先進(jìn)的等離子體實(shí)時(shí)控制無與倫比聚變研究堆諾曼。
雪佛龍、谷歌、Reimagined Ventures、美洲住友商事和 TIFF 投資管理公司是該公司最近的投資者,還有一家位于美國(guó)西海岸的大型共同基金經(jīng)理和一家大型美國(guó)養(yǎng)老基金。
聚變能
TAE 的第五代反應(yīng)堆 Norman 于 2017 年啟動(dòng),旨在將等離子體維持在 3000 萬攝氏度。經(jīng)過五年的實(shí)驗(yàn)以最大限度地發(fā)揮諾曼的能力,該機(jī)器已被證明能夠在超過 7500 萬攝氏度的溫度下保持穩(wěn)定的等離子體,比最初的目標(biāo)高出 250%。
利用地球聚變產(chǎn)生的電力取決于在足夠高的溫度下維持等離子體一段較長(zhǎng)的時(shí)間。這被 TAE 稱為“足夠熱足夠長(zhǎng)”的標(biāo)準(zhǔn)。就反應(yīng)堆性能而言,“足夠熱”意味著達(dá)到至少 1 億攝氏度的溫度,這在今天很容易做到。等離子是一種敏感材料,必須將其與可能導(dǎo)致其降解或冷卻的情況隔離開來。然而,維持這種高溫環(huán)境非常困難。目標(biāo)是充分限制這種等離子體,使其能夠以比聚變過程產(chǎn)生的能量更少的能量維持。這使得凈能量能夠釋放到電網(wǎng)。在過去的 50 年里,
TAE 的想法源于克服傳統(tǒng)托科馬克反應(yīng)堆帶來的挑戰(zhàn)的愿望,包括氘氚處理技術(shù)的必要性、氚的供應(yīng)受限以及超導(dǎo)磁體的尺寸和成本。相比之下,TAE 反應(yīng)堆以氫和硼為燃料。在氫硼聚變中,該過程僅產(chǎn)生三個(gè)氦核,即所謂的 α 粒子和 X 射線,其能量最終用于為渦輪機(jī)提供動(dòng)力。例如,Commonwealth Fusion 正在構(gòu)建一個(gè)托科馬克變體。
根據(jù) TAE 的說法,谷歌在計(jì)算人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)方面仍然是一個(gè)了不起的合作伙伴。谷歌的投資是在聯(lián)合創(chuàng)建的驗(yàn)光師算法的成功之后進(jìn)行的,該算法利用谷歌的機(jī)器學(xué)習(xí)來改進(jìn) TAE 研究堆的運(yùn)行,從而顯著加快推進(jìn)速度和最終性能。
盡管自20世紀(jì)50年代以來,科學(xué)家們一直在進(jìn)行原子核聚變,但目前還沒有研究出如何能夠從聚變反應(yīng)中產(chǎn)生比系統(tǒng)消耗的更多的能量。
TAE 表示,其第六代反應(yīng)堆的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),這是一個(gè)實(shí)現(xiàn)“完美能源”的里程碑,目標(biāo)是搶先于許多競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,在2030年之前提供商業(yè)電力。
TAE 成立于1998年,擁有約400名員工,研究通過氫質(zhì)子與硼產(chǎn)生的核聚變反應(yīng)來發(fā)電。雖然大多數(shù)科學(xué)家都認(rèn)為將氫的同位素氘和氚結(jié)合起來是實(shí)現(xiàn)商業(yè)發(fā)電最可行的途徑,但TAE認(rèn)為,如果這種方法取得成功,將提供更安全的能源來源。
地球上有豐富的氘、氚、氫和硼的潛在儲(chǔ)量,但氚具有輕度的放射性,硼則沒有,硼也很容易開采,而氚則是從鋰中提取出來,然后在聚變反應(yīng)中再生。
TAE 的首席營(yíng)銷官 Jim McNiel 對(duì)媒體表示:“能夠使用硼作為燃料有很多好處,我們認(rèn)為這真的是一條通向‘完美能源’的道路?!?
可控核聚變確實(shí)是堪稱“能源終結(jié)解決方案”的理想能量之源:與原子分裂時(shí)的核裂變不同,核聚變反應(yīng)不會(huì)產(chǎn)生大量的放射性廢物,能量釋放效率比傳統(tǒng)能源高數(shù)百萬倍,這使得所有開發(fā)過程都是一種安全的、無限量的無碳電力的潛在來源。核聚變企業(yè)都表示,一小杯這種燃料就可以為一棟房子提供數(shù)百年的電力。
但與此同時(shí),這也是一個(gè)動(dòng)輒需要十億、幾十億美元研發(fā)投入的新技術(shù)。目前多個(gè)國(guó)家正在研制自己的核聚變。