T加州富特希尔农场的一个无名办公园区正在进行对普罗米修斯号火灾的现代调查，该园区位于洛杉矶东南一小时车程的地方。在公园里，沿着蜿蜒的车道，你会发现一座巨大的现代化仓库大楼，门上印着“TAE Technologies”的字样。在里面，你会发现一个100英尺长，价值2亿美元，名为诺曼的聚变能实验。在二楼的一间办公室里，在那台隐约可见的机器楼上，你会发现未来的普罗米修斯本人:米希尔·宾德鲍尔(Michl Binderbauer)， TAE的联合创始人兼首席执行官，长得像个男孩，非常乐观。
为了与TAE总部的其他部分保持一致，他的办公室看起来很简洁，功能齐全，而且有点未完工。房间里最引人注目的装饰品是他桌子旁边的一块大白板，上面四分之三的地方堆满了公式和升级聚变设备的粗糙工程草图。在书的底部，在小手够不到的地方，商业符号让位于宾德鲍尔的两个孩子创作的一组古怪的图画。起初，他似乎很困惑，为什么偏偏是这些愚蠢的涂鸦吸引了我的注意力。接着，他又回忆起最近与他10岁的儿子的一次谈话，他的儿子刚刚在学校里了解了气候变化:
“他是个早熟的孩子。他问我:‘这样对吗?这是真的吗?我告诉他，“我希望不会。”如果爸爸能帮忙，也许就不会发生。’所以现在当人们问他我是做什么的时候，他说，‘我爸爸正在努力拯救地球’。”
如此多的胸牌，51所说，这个故事听起来太好了，无法真实，但完全是真诚的。当他看到它时，他的拯救行星战略是没有做好的梦想;这是对世界状况完全合理的完全合理分析的完全逻辑的终点。他无可争议的起始命题是世界需要不断增长的能量供应。然后他问，我们如何生成它？煤炭，石油和天然气导致破坏性和致命的气候变化，因此化石燃料不能成为未来。核电不产生直接碳排放，但它落后于放射性废物，相当或不面临苦涩的公共抵抗力。
太阳能和风能是环保的宠儿，但要想大幅扩大它们的规模，就需要大量新的基础设施，以便在需要的时候和地点提供清洁电力。“我认为，仅仅依靠太阳能和风能是一个愚蠢的希望，”宾德鲍尔说。最近的几项研究，包括期刊上的一项主要技术分析美国国家科学院院刊支持他的评估:我们根本不知道如何建立一个电网，以应对阳光照射和风吹的不一致方式。即使可再生能源产生了我们大部分的电力，它们也需要与所谓的可随时开启的可调度电力相结合。
所有这些考虑因素加在一起，意味着我们需要在全球能源结构中找到全新的东西。宾德尔鲍尔认为，最现实的东西是融合。物理学家们知道，将原子核（原子的超密中心）粉碎并使它们合并可以释放出巨大的能量，远远超过燃烧煤炭或天然气所能释放的能量，而不会产生碳污染。他们戏剧性地证明了这一过程的有效性：聚变是太阳的动力，也是氢弹爆炸的原因。但经过80年的研究，还没有人能够创造出一种能够使核聚变温和、稳定、高效地进行并产生电能的机器。
“我开始明白为什么现有的概念是有缺陷的。”
BinderBauer旨在成为破解代码的人。他预测，TAE可以在五年内从Norman到演示融合反应堆，然后 - 如果一切都是对商业融合电厂的原型，另外五年左右。他的时间表至少比最大的政府运行融合努力更快。少数其他私人融合初创公司最近涌现出来，希望自己的快速融合，但TAE拥有最多的资金 - 超过600万美元 - 并且在这里布局在我面前，唯一完全运行的测试反应堆。该公司还拥有最容易的计划，追求一种新型的融合反应，将采用氢气和硼（水和洗衣粉的共同元素），吐出几乎无限的清洁能量。
即使在聚变能的遥远世界里，宾德鲍尔的工作也处于边缘。他承认自己最终可能更像伊卡洛斯(Icarus)，而不是普罗米修斯(Prometheus)，飞得离太阳太近而坠落。不过，他没有其他选择。他说:“我们这一代人可能会被载入史册，成为真正大规模破坏地球的人。”“也许我不能改变它，但希望我至少可以在历史书的同一段中补充，‘……但也有一些人真的尝试过’。”
R在宾德鲍尔家族中，寻求更好的想法似乎很普遍。米克尔出生于奥地利萨尔茨堡，但在他的童年时代，他一直在不断地搬家，因为他的父亲一直在欧洲各地寻找新的业务。最终，他迈出了更大的一步，在达拉斯定居了一年，在那里，16岁的迈克尔的脑子里形成了美国式的雄心壮志。这种漫无目的的成长给他留下了一种难以辨认的口音，一种奇怪的混搭，不知何故导致了某种听起来像丹麦音乐里尔的东西。
从德克萨斯州，德克萨斯州的德克萨斯州曾在欧文大学，加州大学，在1990年在约翰霍普金斯大学的历史上，他曾在加州大学。他在他曾经迅速扭转了他的第一次访问校园的决定通过靠近巴尔的摩街区的开车令人沮丧，充满了无家可归的人和登机楼。他返回欧文，不确定接下来做什么，他的前物理教授与诺曼·罗斯特的转型性遭遇。
自20世纪50年代早期研究以来，罗斯托克一直对利用核聚变能量的可能性着迷。现在，他正在寻找一个博士生，最终帮助他把这个想法付诸实践。宾德鲍尔签约了，并被他导师的世界观所吸引。“大约一年后，我真的开始欣赏这个基本理念，即核聚变能为人类做些什么，”他说。“但更重要的是，我开始明白什么是行不通的，为什么现有的概念是有缺陷的。”
从那时起，宾德尔鲍尔的生活就一直受到这两种观念的指导：世界需要融合，世界也需要更好的方式来实现融合。
即使在1990年，对核聚变的需求也十分明显。科学家们已经积累了大量的证据，证明化石燃料产生的二氧化碳正在破坏地球的气候。与此同时，自1979年三里岛(Three Mile Island)核事故以来，美国公众对核反应堆的敌意急剧上升。1986年苏联切尔诺贝利核反应堆的灾难性爆炸巩固了人们对核能不安全的普遍看法。此外，还有一个棘手的问题，即在何处放置仍具有高放射性的乏燃料。1987年，美国国会将内华达州的亚卡山指定为美国未来的核废料储存库。内华达州居民立即提出抗议，并提起诉讼阻止该计划。三十年过去了，这个网站仍然没有开放。
与核能形成鲜明对比的是，核聚变看起来完全是良性的。“它没有核足迹，没有废物流，也不会发生熔毁或辐射尘，”宾德鲍尔指出。问题是，核聚变比为核反应堆提供动力的裂变反应要困难得多——这就是为什么今天核能是现实，而核聚变仍是未来的希望。
仅仅依靠太阳能和风能是痴人说梦。
要让核反应堆运转起来，你所需要的几乎就是一堆放射性燃料。如果你把一堆提纯铀放在一起，它会自己开始产生热量;最大的挑战是防止它产生过多的热量并熔化。另一方面，要想让核聚变发生，你需要一个强烈的启动:你需要让一对对原子核碰撞得非常有力，以至于它们粘在一起，释放出一些潜在的能量。太阳在其巨大的引力压力下产生了这些碰撞。氢弹的作用是通过核爆炸撞击原子核。
要在地球上以一种稳定、可控的方式实现融合，需要一种微妙和残酷的看似矛盾的结合。它需要一种特殊的反应堆，可以将原子核加热到数百万度，同时将它们密封起来，这样它们就不会在有机会碰撞之前飞离。换句话说，你需要在核聚变反应堆中注入大量能量，然后才能释放出任何能量。现在，许多实验都成功地激发了聚变反应，但没有一个实验能释放出比注入量更多的能量，这就是所谓的临界临界点。
尽管如此，核聚变研究人员在研究如何实现这一目标方面已经取得了很大进展。特别是，他们把注意力集中在最有希望实现收支平衡的核反应上。最常用的反应是使用氢的两种重离子，即氘和氚。它们都带正电荷，这通常会使它们相互排斥。但如果你将它们加热到1亿摄氏度左右，它们偶尔会非常接近，以至于强核力的短期吸引力压倒了斥力的长期效应，导致它们融合。
研究人员将注意力集中在氘氚聚变上，因为它是最容易触发的反应之一。当氘和氚结合时，它们也会释放大量的能量:一公斤氘含有相当于2900万公斤煤的能量。进一步增加这种方法的吸引力，两种类型的核都很容易获得。氘可以从普通的水中提取出来;氚可以通过辐照锂产生，这是一个简单的实验室过程。
自20世纪70年代以来，几乎每一个主要的核聚变实验都是在设计时考虑到氘氚核聚变的。在法国南部，一个国际财团目前正在建造一个耗资250亿美元的名为ITER(前国际热核实验反应堆)的庞然大物，2025年建成后有望成为世界上最大的核聚变工厂。它将以氘氚为燃料。马萨诸塞州剑桥市的联邦聚变系统公司(Commonwealth Fusion Systems)和加拿大伯纳比市的通用聚变公司(General Fusion)等私营初创企业采用不同的核聚变技术，但它们也在计划使用氘和氚燃料的机器。燃料的选择是整个核聚变世界都能达成共识的一件事。
嗯,差不多。燃料的选择是宾德鲍尔与主流核聚变领域决绝的核心。
T他说，国际热核聚变实验堆（ITER）和英国牛津郡（Oxfordshire，England）联合欧洲圆环体（Joint European Torus）等聚变项目的最终目标是捕获氘和氚合并释放的巨大能量，并将其付诸实际使用。这些发电厂将把未经处理的聚变能转化为热能，然后利用这些热能烧水、旋转涡轮机，最终产生电能，照亮你的家并给你的手机充电。聚变反应非常热，任何物理物体都无法容纳它。取而代之的是，研究人员使用磁场将燃料固定在适当的位置，这种磁场通常是一种称为托卡马克的甜甜圈形状的磁场结构。像国际热核聚变实验堆这样的核聚变装置，仅磁铁就占了绝大部分。
但是氘氚工厂的实际活动，就像所有聚变能量一样，都是在原子尺度上进行的。普通氢原子的原子核只有一个质子。氘是质子和中子结合的产物，中子是质子的电中性表亲。(在元素中加入中子会使其质量增加，但不会改变其化学特性。)氚是一个质子和两个中子的结合。当氘和氚发生聚变时，最终的产物是氦——两个质子和两个中子结合在一起——加上一个备用中子，备用中子会高速飞离。氘核和氚核都带有电荷，这意味着它们可以被磁场固定在原地。中子不能提供这样的控制手段。他们就像猫:他们做他们想做的。
中子在氘 - 氚植物中载有高达80％的能量，因此植物将设计成捕获中子并在周围的固体或液体毯中吸收它们的能量。虽然，一些中子可以逃脱，虹吸远离能量。这些杂干可以嵌入反应器的周围部件，转动脆性和放射性。
氘氚聚变的支持者把这个“中子通量”看作是一个非常容易解决的技术问题，一个他们已经意识了几十年的问题。“我们现在没有合适的材料。它们需要经过测试和验证，这是一条很长的路，但我们正在研究它们，”支持ITER的研究联盟EUROfusion的项目经理Tony Donné说。他预计，这些优化后的材料可以让ITER运行15年，然后才需要中子相关的维护。Bob Mumgaard, commonwealth Fusion Systems的首席执行官，认为中子通量是聚变电站磨损的一部分，这是其维修周期的一个常规方面，可能每年发生一两次。“我们可以简化内部组件，开发维护场景，”他说。“我们基本上已经有了这样一个计划。”
随之而来的大火是势不可挡的，也是可怕的。
罗斯托克认为中子通量是一个潜在的阻碍因素。宾德鲍尔指出，氘氚厂内部产生的放射性物质比核电站产生的放射性物质要少，但仍足以引发棘手的经济、政治和监管问题。在一封电子邮件中，穆加德指出，“中子产生的放射性水平很低，可以与医疗测试设施相媲美。中子激活的材料的半衰期比裂变核反应堆产生的放射性废料低几千倍。”
宾德鲍尔对氘氚聚变还有另一个担忧。他指出，氚具有放射性，半衰期只有12.3年，这意味着它需要像其他放射性物质一样谨慎地处理和监测。它在化学上也与普通水中发现的轻氢相同。“如果氚进入地下水，你喝了一杯含有氚的水，你就有了一个12年的定时炸弹在你体内滴答作响，”宾德鲍尔说。(EUROfusion的一份简报指出，“如果氚取代了我们生物系统中的氢，那么它将对人类构成严重威胁。”)核武器设施已经开发出处理氚的详细程序，这是令人鼓舞的，还是令人不安的，取决于你的观点。
“我希望这不会遇到过于消极的，”德德伯拿难以令人难以忍受。拒绝融合的主流方法与他的联系与罗斯特人员合作是一体的，所有这些都遵循它。
sTep在罗斯特克和佩德班的任务中的一个融合反应可以取代氘氚。1994年，在佛罗里达大学的同事Hendrik Monkhorst在称重选项和咨询后，这两项鉴定了更合理的选择：质子（氢核）和元素硼之间的融合反应。其联盟的最终产品是三个氦核，只有一丝核副产品。质子 - 硼融合消除了氘和氚产生的超过99％的中子（尽管仍然留下足够的中子磁通量以要求仔细屏蔽）。至于燃料本身，他们就像你希望的那样无害。硼开采作为常见的矿物硼砂，广泛用于建筑材料，玻璃和洗涤剂。氢是每一杯水中的主要元素。
“确切地说，我不能说我们坠入了爱河，但我们确信我们真的可以在一起，”宾德鲍尔说。“现在你几乎没有中子，而你有充足的陆地燃料。初级反应中没有放射性输入或输出。出来的氦是完全无害的。这是一件美好的事情。”
不那么美妙的事情是试图弄清楚如何使质子-硼聚变真正发生。点燃质子-硼聚变需要大约30亿摄氏度的温度，大约是氘-氚聚变的30倍。还没有人知道如何用更简单的反应来获得能量。宾德鲍尔明白，除非他能找到一种新的、更有效的技术方法，否则转向一个更困难的问题将是疯狂的。他说:“我们不能局限于现有的概念，因为它们都有缺陷。”托卡马克是研究得最好的实现聚变的方法，但它还不足以满足质子-硼聚变的极端要求。
为了满足这些要求，宾德鲍尔和罗斯托克开发了一种完全不同的聚变反应堆设计，一种更像粒子物理实验而不是托卡马克。他们将使用一根管子，而不是磁性甜甜圈。他们不再试图从外部抓住燃料，而是将其旋转，使其从内部产生自己的磁场——用行话来说就是“磁场反向配置”。为了启动这一过程，它们将质子束和硼核碰撞在一起，就像物理学家在大型粒子加速器(如大型强子对撞机)中所做的那样。
很明显，下一步就是开始制造能够将这些想法付诸试验的设备。“我们已经用尽了所有廉价的手段。我们想鼓动得到联邦政府的支持，”宾德鲍尔说。所以在1997年，他、罗斯托克和蒙霍斯特写了一篇论文，概述了他们的发现，并设法让它被接受科学．
他想要引起轰动，可是做得太成功了。科学被批评信件淹没“我们曾想过naïve，人们会说，‘这就是托卡马克的缺点，这是一个聪明的替代品，这是一台可能能够进行非中子反应的机器’，”宾德鲍尔回忆道，一边对年轻的自己摇着头。“我们没有预料到随之而来的大火风暴。这是压倒性的和可怕的。”
从这些信件来看，一些评论家要么不理解这篇论文，要么不愿相信它的结论。宾德鲍尔现在意识到，大部分愤怒来自那些觉得自己的职业生涯岌岌可危的同事，而且并非没有理由。的科学纸张就像美国能源部正在削减融合研究。该领域的最后一件事想要看到一些令人缺乏的资金，暗示融合的标准方法可能是一个死胡同。
宾德鲍尔已经放弃了所有支持氘氚聚变的物理和工程工作。现在他意识到他将不得不放弃自20世纪50年代以来支持核聚变研究的政府开支。“这是我们清醒过来的地方，”他说。“我告诉诺曼，‘听着，我们不会得到联邦资金的。我们为什么不私下谈谈呢?’”
U到那时，只有一个值得注意的私人投资在核聚变能源上。在20世纪70年代末，《阁楼》该杂志的创始人鲍勃·古奇奥尼(Bob gucione)投入了1700万美元用于建造一个微型核聚变机的项目，尖刻的科学家们给它起了个绰号叫“色情mak”。“这么说，我们并不是唯一疯狂地尝试这种做法的人。”罗斯托克冷冷地回答。
在没有损失的情况下，他和宾德鲍尔冒险成立了一家公司——首先是碰撞束聚变反应堆公司，后来是三阿尔法能源公司，最后是TAE公司。他们早期的努力吸引了一个不同寻常的支持者联盟，包括诺贝尔奖得主格伦·西博格和演员哈里·哈姆林，他以“最性感的男人”而闻名于世洛杉矶的法律．在德士古提出的1500万美元投资在最后一刻落空后，他们设法凑到了大约100万美元，这对于启动聚变研究实验室来说太少了。他们大幅缩减了雄心壮志，开始着手建立一个小型的概念验证实验，名为“下水管道”。是的，它是用一根下水管道建造的，用磁铁和电子设备包裹，以创造人们希望的磁场反向配置。
污水管实验虽然看起来像老鼠，但它产生了它应该产生的磁场，这是证明宾德鲍尔不是疯子的第一个切实证据。现在还陈列在TAE。如果该公司成功了，它可能会成为质子-硼聚变的标志。
在核聚变领域，没有多少人认为这是一个明智的赌注。
一旦TAE能够证明他们有一个可行的概念和一个知道如何执行它的团队，更多的投资者开始签约——其中包括已故的微软联合创始人保罗·艾伦。这笔资金使该公司得以为称为C-2的场反聚变反应堆创建一个合适的试验台。从那以后，C-2扩展成一个更大的机器，称为C-2U，进而演变成TAE目前的实验怪物，C-2W。
2017年C-2W完工后，为了纪念在2014年圣诞节去世的罗斯托克，宾德鲍尔将其重新命名为“诺曼”。诺曼最近完成了其主要的研究目标，包括达到3000万摄氏度以上的温度，并使等离子体保持稳定30毫秒——足够高的温度和足够长的时间，以验证一切都如预期的那样工作。最重要的是，诺曼证实了一种理论，即场反式反应堆可以扩大规模，达到托卡马克反应堆不可能达到的条件。在超高温度下，托卡马克可能会漏水，难以维护;字段反转的配置应该更加稳定。TAE打赌这个理论将一直适用到质子-硼聚变所需的30亿度。
在核聚变领域，没有多少人认为这是一个明智的赌注。EUROfusion的Donné，他的职业生涯一直与托卡马克一起工作，钦佩TAE的宏伟雄心，但对该公司依赖尚未证实的物理学和工程学持谨慎态度。“你需要获得更高数量级的温度。如果你沿着核聚变的方向前进，它将使时间尺度增加半个世纪。”他预测道。
TAE的首席技术官Artem Smirnov说，20年来，TAE团队一直在为失败做准备，但后来设法突破了另一个看似不可跨越的物理障碍——从阴沉的阳到欢快的阴。几乎没有人认为最初的下水道实验会奏效。很少有人认为像诺曼这样的反向磁场反应堆能获得稳定的3000万度的高温。斯米尔诺夫承认:“但我们每迈出一步，都有新的不确定性。“如果比例定律在某个地方失败了怎么办?”我们要到那里才能确定。”
这一过程的下一步是耗资2亿美元的哥白尼反应堆，旨在达到大约1亿度的温度。TAE目前正在奥兰治县购买房地产，目标是今年破土动工，并在2023年开始试运行。哥白尼应该有足够的能量来点燃氘氚聚变，但那不是它的工作;它的真正目的是侦察那些未知的高温物理领域。如果TAE采用的磁场反向反应堆设计能一如预期地实现，那么Binderbauer将会全力以赴地投入他最大的赌注:一个名为达芬奇的“20亿美元”的质子硼聚变反应堆。最终，它将达到神奇的30亿度，保持质子硼燃料的稳定，并产生健康的核聚变能量输出。
达芬奇旨在标志TAE从聚变原型到商业聚变能源的转变。它不会为任何人的家庭供电，但它的设计将考虑到发电和大规模生产。从那时起，TAE将严重依赖像通用电气这样在设计和建造电厂方面有丰富经验的公司。“比资金更重要的是工业规模的支持，”宾德鲍尔说。“你不是在制造一台机器。你在考虑所有的下一代机器，它们应该由工业部门制造，而不是由TAE制造。”
Binderbauer为他孩子们的能源未来描绘的蓝图是这样的:第一个商业设计的聚变反应堆将在本世纪30年代早期开始运行。在接下来的10到15年里，核聚变将占据全球电力市场的几成份额。各家公司纷纷启动生产线，生产模块化的聚变反应堆。政府可能会以税收或补贴的形式为无碳能源提供激励，以加速这一新兴产业的发展。风能和太阳能继续扩张，但核聚变也在扩张，平衡了它们。“在本世纪下半叶，聚变能占领很大一部分市场，也许是主导部分吗?”我不会感到惊讶，”binder说。
这将是对罗斯托克最初愿景的一次惊人的验证，即使TAE最终不是将实用聚变能源推向市场的公司。罗斯托克决心追求非传统的科学方法，随后他与宾德尔鲍尔决定依赖私人资金，已经产生了巨大的连锁反应。现在有十几家初创公司在寻求融合计划。Binderbauer说：“在生活中，有时曲线球会出现在你的面前，你只需要有足够的直觉来把握它们。”。“和诺曼一起工作是我做过的最好的决定。”
他还从他与罗斯托克的最后一次互动中获得了灵感。2014年秋天，在美国物理学会的一次会议上，宾德鲍尔在座无虚席的礼堂里做了一场关于核聚变能的演讲——这是他在上世纪90年代末被社会遗弃后的一次美好的证明——他想和他的导师分享这个好消息。此时，罗斯托克已是痴呆症晚期，无法理解这个故事，也认不出他的朋友。即便如此，他还是有足够的内存指向墙上的一张镶框照片，照片上显示TAE的工作人员聚集在C-2反应堆周围。宾德鲍尔生动地回忆起那一刻。“‘你知道这是什么吗?他问我。我说，‘不，告诉我，诺曼，这是什么?’他说，‘这就是TAE，这是我创办的公司，是我最好的一个学生经营的。我们要坚持到底。我们要制造经济上成功的核聚变。 And it’s going to change the world’.”
Binderbauer用一个不透明的混合物看着我。“这是一个悲伤的故事之一，也是一个非常漂亮的故事。这是一个想法的胜利。“
科里·s·鲍威尔喜欢探索物理学和天文学的外在可能性。他写的有博客和主持人的科学的规则播客。@coreyspowell.
引线图像:由TAE技术提供
