当TAE Technologies首席科学家Jesús Romero当他还是个孩子的时候，他的父亲每周日都会带报纸回家。报纸里有一张给孩子看的小报纸，上面有益智游戏。游戏通常是走迷宫，帮助卡通动物找到正确的路径，通过各种危险获奖。Romero很快就发现，如果从迷宫出口反向推测，问题就会很容易解决。他讲述这个故事主要是作为一个引子引出的。TAE公司(位于加州)入口处的海报。海报人物是该公司已故技术的联合创始人Norman Rostoker，他戴着牛仔帽，海报上还引用了他的一句话：以结果为导向，心有远见，方得始终。”

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TAE 最终目标是安全利用核聚变能源。使用核聚变能源是许多人几十年来一直在努力的目标。然而，真正利用核聚变能源的时间在很大程度上取决于技术是否能赶上科学的发展，而科学现在正在加速指数级的发展。一旦实现，核聚变将提供低、绿色、几乎无穷无尽的能源，为社会带来深刻的变化。

现有的核电站使用核裂变，即原子分裂。在核聚变中，原子聚合在一起。这项任务要困难得多，但释放的能量要多得多。包括太阳在内的恒星都是由核聚变驱动的。核聚变能源不会造成空气污染，没有核熔化的威胁，温室气体排放为零，不会产生长期放射性废物。

TAE第五代核聚变装置于2017年7月推出Norman。图片所有权：TAE

现在流行的方法是让以下两种类型的氢原子产生核聚变反应核中有一个质子和一个中子；一个质子和两个中子。核聚变需要足够的压力和热量才能使原子核高速碰撞。所需的热量约为数亿摄氏度，足以熔化任何可能含有等离子体的物质——等离子体是一种独立飞行的电离气体。强磁场用于将等离子体集中在反应堆中，远离装置壁。

大多数反应堆都是圆圈（圆形几何术语）。这些系统面临着许多问题和挑战，包括设计和生产极其有限的可用性、超导磁体的尺寸和成本。

TAE团队意识到有不同的实现方式。他们开始思考以结果为导向的解决方案：真正安全的反应堆是什么样子的？他们得出结论，唯一的答案是使用氢硼聚变。这种反应只释放三个氦核，也称为α粒子(这也是TAE的全名Tri Alpha Energy以及X射线，液体可以通过加热金属板制成CO蒸发并驱动涡轮机捕获发电。

碰撞过程

Norman Rostoker，曾任加州大学欧文分校物理学教授，他的学生Michl Binderbauer，以及公司初期的每个人，都致力于在1990年代初解决这个问题，并于1998年成立TAE，Binderbauer现在是公司的首席执行官。TAE已申请并获得1400多项专利，并获得7.5亿美元的风险投资。他们已经进行了1万多次实验，目前在全球30多个国家/地区拥有约200名员工。目前，他们正致力于第五代实验反应堆的研究。Rostoker命名，命名Norman。

TAE聚变平台是场反转配置 (FRC, field-reversed configuration)、圆形磁铁被20米长的直管包围，气体从每一端高速喷射。TAE氢和硼的混合物最终计划使用，但在达到足够的温度之前，它们将使用氢和锶。

气流碰撞并合并，然后开始旋转。中央腔室外的一组八个加速器光束向等离子体发射中性粒子 - 从而加热等离子体并保持其旋转。当等离子体旋转时，它会产生自己的磁场，帮助自己保持约束。

当两颗粒飞过对方时，它们正面冲击和聚变的机会非常渺茫。这就是为什么反应堆保持等离子体受到约束和旋转。它增加了颗粒碰撞的可能性，Romero 问题是等离子体不稳定，想要扩散。

详细介绍了场反转配置。图片所有权：TAE

现场工作

持续的反应需要不断的测量和调整。腔室周围有300多个磁传感器来推断内部等离子体的形状和位置。定制的现场可编程门阵列 (FPGA) 计算机不断收集数据，并使用它来控制磁铁形成等离子体。整个检测-反应循环需要在10微秒或100万分之一秒内发生。

Norman使用七个基础FPGA传感和控制模块。四个采集模块接收来自传感器的输入信息，并将信息浓缩成描述等离子体当前状态的20个数字。这些信息通过通信模块发送到两个控制模块，决定如何调整等离子体状态并将其信号传输给磁铁。在整个系统中FPGA均使用MATLAB和Simulink进行编程。

反应堆的频繁修改能力使反应堆的频繁修改能力TAE能够快速调整操作，快速融入新思路。图片所有权:TAE

最后，数字下降到3微秒。Young令人惊讶的是，这么快就完成了这么多计算，而且TAE我们相信这个目标可以在10微秒内完成计算。

采集和控制模块Speedgoat使用Xilinx FPGA设计。Speedgoat FPGA技术负责人Patrick Herzig说：我们从未有过如此庞大的配置。Norman一个项目通常只使用七个模块，TAE不仅仅是磁传感器的诊断信号，还有其他信号。

Romero我们正在扩大研究范围，希望控制等离子体密度等越来越多的参数和指标。我们的工作基本上涉及到FRC控制的各个方面。

最终目标是绿色无污染

TAE这一进程正在稳步推进。超高温等离子体虽然面临物理挑战，但却面临物理挑战FRC其优点之一是比经典的环形反应堆更容易建造和维护机械。Romero回忆起邀请客户参观工厂的情况，他们向客户展示了一个空房间，并表示将在这里建造一个核聚变装置。我们将在这里建造核聚变装置，几年后一切都会到位，他记得当时告诉客户。客户的反应是‘不可能’。一年后，我们邀请他们再次见证系统的启动和运行，他们感到震惊。”

TAE先进的控制室。图片所有权：TAE

TAE现在证明他们可以主动控制等离子体。它们还证实了这些实验具有良好的可扩展性，温度不会随着能量的增加而停滞不前。可以说，探索这种未知可能性最困难的问题已经得到了回答。与可扩展性相比，一个想法是否可行更为关键。Romero我们所遵循的原则可以称为试错优先。把最精彩的表演推迟到最后是不明智的。”

TAE下一个聚变装置 Copernicus， 目前正在研发中。它是一个反应堆规模的平台，设计运行温度约为1亿摄氏度，大致与锶聚变所需的温度相同(但是，Copernicus 将不会用作燃料)。然后，TAE 计划建一个名字 DaVinci 最终原型显示了氢硼燃料循环的净能量增益，这意味着聚变反应比投入其中的能量产生更多的能量。

操作简单实验所需的电力将超过分配给商业办公空间的电力，因此 TAE 必须是电力管理Microsemi代理专家们有战略地储存和部署电力。他们现在正在讨论将这些创新商业化，他们的最终目标不限于聚变能量反应堆。

我们不仅从事发电业务，Romero我们致力于为非碳经济的过渡提供全面的解决方案。我们能否在发电领域领先并不重要。只要有燃料汽车，问题就不会真正解决。