Tecnologías TAE

La financiación principal provino de Goldman Sachs y capitalistas de riesgo como Vulcan Inc. del cofundador de Microsoft , Paul Allen , Venrock de Rockefeller y New Enterprise Associates de Richard Kramlich . El Gobierno de Rusia , a través de la sociedad anónima Rusnano , invirtió en Tri Alpha Energy en octubre de 2012, y Anatoly Chubais , CEO de Rusnano, se convirtió en miembro de la junta directiva. ^{[ 15 ] [ 18 ] [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]} Otros inversores incluyen Wellcome Trust y Kuwait Investment Authority . ^{[ 31 ]} En julio de 2017, la empresa informó que había recaudado más de 500 millones de dólares en respaldo. ^{[ 6 ]} A partir de 2020, había recaudado más de 600 millones de dólares, ^{[ 32 ]} que ascendieron a alrededor de 880 millones de dólares en 2021 ^{[ 31 ]} y 1.200 millones de dólares a partir de 2022. ^{[ 33 ]}

La tecnología de TAE fue cofundada por el físico Norman Rostoker , como un spin-off de su trabajo en la Universidad de California, Irvine . ^{[ 34 ]} Steven Specker, ex director ejecutivo del Electrical Power Research Institute (EPRI), fue director ejecutivo desde octubre de 2016 hasta julio de 2018. Michl Binderbauer , quien obtuvo su doctorado en física de plasmas bajo la dirección de Rostoker en la UCI, ^{[ 11 ]} pasó de director de tecnología a director ejecutivo tras la jubilación de Specker. Specker sigue siendo asesor. ^{[ 35 ]} Otros miembros de la junta incluyen a Jeff Immelt , ex director ejecutivo de General Electric ; ^{[ 36 ]} John J. Mack , ex director ejecutivo de Morgan Stanley; ^{[ 37 ]} y Ernest Moniz , ex secretario de Energía de los Estados Unidos en el Departamento de Energía de los Estados Unidos , quien se unió a la junta directiva de la compañía en mayo de 2017. ^{[ 38 ] [ 39 ]}

Desde 2014, TAE Technologies ha trabajado con Google para desarrollar un proceso de análisis de los datos recopilados sobre el comportamiento del plasma en reactores de fusión. ^{[ 40 ]} En 2017, utilizando una herramienta de aprendizaje automático desarrollada a través de la colaboración y basada en el "Algoritmo Optometrista", se encontraron mejoras significativas en la contención y estabilidad del plasma con respecto a la máquina C-2U anterior. ^{[ 41 ]} Los resultados del estudio se publicaron en Scientific Reports . ^{[ 42 ]}

En noviembre de 2017, la empresa fue admitida en un programa del Departamento de Energía de los Estados Unidos , "Impacto Computacional Innovador y Novedoso en la Teoría y el Experimento", que le dio acceso a la supercomputadora Cray XC40 . ^{[ 1 ]}

En 2021, TAE Technologies anunció un proyecto de investigación conjunto con el Instituto de Ciencia de Fusión de Japón (NIFS), ^{[ 43 ]} un estudio de tres años de duración sobre los efectos de las reacciones de combustible de hidrógeno-boro en el Dispositivo Helicoidal Grande (LHD) del NIFS. ^{[ 44 ]}

En junio de 2025, Google invirtió en la ronda de financiación de la empresa para el desarrollo de energía de fusión. ^{[ 45 ]} La empresa recaudó más de 150 millones de dólares a través de Google, Chevron y New Enterprise Associates . ^{[ 45 ] [ 46 ]}

En diciembre de 2025, TAE Technologies anunció una fusión con Trump Media & Technology Group (TMTG) valorada en 6 mil millones de dólares, que se esperaba que tuviera lugar a mediados de 2026. ^{[ 52 ]} Se espera que la fusión ayude a TAE con el capital para construir un reactor comercial, con TMTG aportando 200 millones de dólares al firmar el acuerdo y otros 100 millones de dólares al presentar el formulario S-4 . ^{[ 53 ] [ 54 ]}

En los métodos de fusión convencionales, la energía necesaria para que se produzcan las reacciones, la barrera de Coulomb , se obtiene calentando el combustible de fusión a millones de grados. En dicho combustible, los electrones se disocian de sus iones para formar una mezcla gaseosa conocida como plasma . En cualquier mezcla gaseosa, las partículas presentan una amplia gama de energías, según la distribución de Maxwell-Boltzmann . En estos sistemas, la fusión se produce cuando dos de las partículas de mayor energía de la mezcla colisionan aleatoriamente. Mantener el combustible unido el tiempo suficiente para que esto ocurra representa un gran desafío.

Las máquinas de TAE hacen girar el plasma hasta formar una estructura en bucle denominada configuración de campo invertido (FRC), que consiste en un bucle de plasma caliente y denso. ^{[ 55 ]} El material dentro de una FRC se mantiene confinado por los campos que crea el plasma. A medida que la corriente de plasma se mueve alrededor del bucle, crea un campo magnético perpendicular a la dirección del movimiento, de forma similar a como lo haría la corriente en un cable. Este campo autogenerado ayuda a contener la corriente de plasma y a mantener el bucle estable.

El problema con las configuraciones de campo invertido es que se ralentizan con el tiempo, oscilan y, finalmente, colapsan. La innovación de la empresa consistió en aplicar continuamente haces de partículas a lo largo de la superficie del FRC para mantenerlo en rotación. Este sistema de haz y aro fue clave para aumentar la vida útil, la estabilidad y el rendimiento de las máquinas.

El diseño TAE forma una configuración de campo invertido (FRC), un toroide giratorio autoestabilizado de partículas similar a un anillo de humo . En el sistema TAE, el anillo se fabrica lo más delgado posible, con una relación de aspecto similar a la de una lata abierta . Los aceleradores de partículas inyectan iones de combustible tangencialmente a la superficie del cilindro, donde reaccionan o son capturados por el anillo como combustible adicional.

A diferencia de otros dispositivos de fusión por confinamiento magnético como el tokamak , los FRC proporcionan una topología de campo magnético en la que el campo axial dentro del reactor se invierte por corrientes parásitas en el plasma, en comparación con el campo magnético ambiental aplicado externamente por solenoides. El FRC es menos propenso a inestabilidades magnetohidrodinámicas y de plasma . ^{[ 56 ] [ 57 ] [ 58 ]} La ciencia detrás del reactor de fusión de haces colisionantes se utiliza en los proyectos C-2, C-2U y C-2W de la compañía.

Un concepto clave es que el FRC se mantenga en un estado útil durante un período prolongado. Para ello, los aceleradores inyectan el combustible de tal manera que, al dispersarse las partículas dentro del anillo, provoquen la aceleración rotacional del combustible ya presente. Este proceso normalmente incrementaría lentamente la carga positiva de la masa de combustible, por lo que también se inyectan electrones para mantener la carga prácticamente neutralizada.

El FRC se encuentra en una cámara de vacío cilíndrica del tamaño de un camión que contiene solenoides . ^{[ 16 ] [ 59 ] [ 60 ] [ 61 ]} Al parecer, el FRC se comprimirá posteriormente, ya sea mediante compresión adiabática similar a las propuestas para sistemas de espejos magnéticos en la década de 1950, o mediante la unión de dos FRC de este tipo utilizando una disposición similar. ^{[ 10 ]}

El diseño debe alcanzar el umbral de "calor suficiente/duración suficiente" (HELE) para lograr la fusión. La temperatura requerida es de 3 mil millones de grados Celsius (~250 keV), mientras que la duración requerida (logrado con C2-U) es de varios milisegundos. ^{[ 62 ]}

El reactor de TAE puede producir hasta 100 veces más potencia de fusión que un tokamak con la misma intensidad de campo magnético, volumen de plasma y tipo de combustible. ^{[ 63 ]} La mayor eficiencia geométrica inherente al diseño FRC es suficiente para compensar el menor rendimiento y probabilidad de reacción del combustible p-B11 y hace viable la reacción aneutrónica.

Un componente esencial del diseño es el uso de "combustibles avanzados", es decir, combustibles con reacciones primarias que no producen neutrones , como el hidrógeno y el boro-11 . Los productos de fusión FRC son partículas cargadas para las cuales es factible una conversión directa de energía altamente eficiente . El flujo de neutrones y la radiactividad asociada en el sitio son prácticamente inexistentes. Por lo tanto, no se generan residuos radiactivos , a diferencia de los subproductos a corto plazo producidos en la investigación de fusión nuclear que involucran deuterio y tritio , y a diferencia de los residuos radiactivos de larga vida media creados en la fisión nuclear . ^{[ 64 ]} El combustible de hidrógeno y boro-11 utilizado en este tipo de reacción también es mucho más abundante que el combustible utilizado en la fisión nuclear. ^{[ 65 ]}

TAE Technologies se basa en la reacción limpia ¹¹ B( p ,α)αα, también escrita ¹¹ B( p ,3α), que produce tres núcleos de helio llamados partículas α (de ahí el nombre de la empresa) de la siguiente manera:

Un protón (idéntico al núcleo de hidrógeno más común) que impacta contra el boro-11 crea una resonancia en el carbono-12 , que se desintegra emitiendo una partícula α primaria de alta energía . Esto conduce al primer estado excitado del berilio-8 , que se desintegra en dos partículas α secundarias de baja energía . Este es el modelo comúnmente aceptado en la comunidad científica, ya que los resultados publicados corresponden a un experimento de 1987. ^{[ 66 ]}

TAE afirmó que los productos de la reacción deberían liberar más energía de la que se suele prever. En 2010, Henry R. Weller y su equipo del Laboratorio Nuclear de las Universidades del Triángulo (TUNL) utilizaron la fuente de rayos gamma de alta intensidad (HIγS) de la Universidad de Duke , financiada por TAE y el Departamento de Energía de los Estados Unidos, ^{[ 67 ]} para demostrar que el mecanismo propuesto por primera vez por Ernest Rutherford y Mark Oliphant en 1933, ^{[ 68 ]} luego por Philip Dee y CW Gilbert del Laboratorio Cavendish en 1936, ^{[ 69 ]} y los resultados de un experimento realizado por investigadores franceses del IN2P3 en 1969, ^{[ 70 ]} era correcto. El modelo y el experimento predijeron dos partículas alfa de alta energía de energía casi igual. Una era la partícula alfa primaria y la otra una partícula alfa secundaria, ambas emitidas en un ángulo de 155 grados. También se emite una tercera partícula α secundaria, de menor energía. ^{[ 71 ] [ 72 ] [ 9 ] [ 73 ]}

Los sistemas de conversión directa de energía para otros generadores de energía de fusión, que involucran placas colectoras y " persianas venecianas " o una cavidad de microondas lineal larga llena con un campo magnético de 10 Tesla y rectenas , no son adecuados para la fusión con energías iónicas superiores a 1 MeV . La compañía empleó un dispositivo mucho más corto, un convertidor ciclotrónico inverso (ICC) que operaba a 5 MHz y requería un campo magnético de solo 0,6 teslas. El movimiento lineal de los iones producto de la fusión se convierte en movimiento circular mediante una cúspide magnética. La energía se recolecta de las partículas cargadas a medida que pasan en espiral por electrodos cuadrupolares . Los colectores más clásicos recolectan partículas con energía inferior a 1 MeV. ^{[ 16 ] [ 21 ] [ 22 ]}

La estimación de la relación entre la potencia de fusión y la pérdida por radiación para un FRC de 100 MW se ha calculado para diferentes combustibles, asumiendo una eficiencia del convertidor del 90% para partículas α, ^{[ 74 ]} 40% para la radiación de Bremsstrahlung a través del efecto fotoeléctrico y 70% para los aceleradores, con bobinas magnéticas superconductoras de 10T: ^{[ 16 ]}

• Q = 35 para el deuterio y el tritio
• Q = 3 para el deuterio y el helio-3
• Q = 2,7 para hidrógeno y boro-11
• Q = 4,3 para hidrógeno polarizado y boro-11

La polarización de espín aumenta la sección transversal de fusión en un factor de 1,6 para ¹¹ B. ^{[ 75 ]} Un aumento adicional en Q debería resultar del momento cuadrupolar nuclear de ¹¹ B. ^{[ 58 ]} Y otro aumento en Q también puede resultar del mecanismo que permite la producción de una partícula α secundaria de alta energía. ^{[ 9 ] [ 72 ] [ 73 ]}

TAE Technologies planea utilizar la reacción p - ¹¹ B en su reactor FRC comercial por razones de seguridad y porque los sistemas de conversión de energía son más simples y pequeños: como no se libera ningún neutrón, la conversión térmica es innecesaria, por lo tanto, no se requiere intercambiador de calor ni turbina de vapor .

Los reactores de 100 MW del tamaño de un camión diseñados en las presentaciones de TAE se basan en estos cálculos. ^{[ 16 ]}

Desarrollada en 1998, la máquina de prueba de concepto de la compañía se creó utilizando una tubería de alcantarillado común y demostró por primera vez la viabilidad de formar un campo magnético configurado con inversión de campo. ^{[ 11 ] [ 76 ]}

El CBFR-SPS es un concepto de cohete de fusión aneutrónica de 100 MW con configuración de campo magnético invertido . El reactor se alimenta con una mezcla de iones energéticos de hidrógeno y boro ( p - ¹¹ B). Los productos de fusión son iones de helio (partículas α) expulsados ​​axialmente del sistema. Las partículas α que fluyen en una dirección se desaceleran y su energía se convierte directamente para alimentar el sistema; y las partículas expulsadas en la dirección opuesta proporcionan el empuje . Dado que los productos de fusión son partículas cargadas y no liberan neutrones, el sistema no requiere el uso de un blindaje contra la radiación masivo . ^{[ 77 ] [ 78 ]}

TAE Technologies ha llevado a cabo varios experimentos en el dispositivo toroidal compacto más grande del mundo, llamado "C-2". Los resultados comenzaron a publicarse regularmente en 2010, con artículos que incluyen 60 autores. ^{[ 10 ] [ 79 ] [ 80 ] [ 81 ] [ 82 ]} Los resultados de C-2 mostraron temperaturas iónicas máximas de 400 electronvoltios (5 millones de grados Celsius), temperaturas electrónicas de 150 electronvoltios , densidades de plasma de 1·10 ¹⁹ m ⁻³ y 1·10 ⁹ neutrones de fusión por segundo durante 3 milisegundos. ^{[ 10 ] [ 83 ]}

El Instituto Budker de Física Nuclear de Novosibirsk construyó un potente inyector de plasma, que fue enviado a finales de 2013 a las instalaciones de investigación de la empresa. El dispositivo produce un haz neutro con una potencia de entre 5 y 20 MW e inyecta energía dentro del reactor para transferirla al plasma de fusión. ^{[ 26 ] [ 84 ] [ 85 ]}

En marzo de 2015, el C-2U mejorado con haces de polarización de borde mostró una mejora de 10 veces en la vida útil, con FRC calentados a 10 millones de grados Celsius y durando 5 milisegundos sin signos de decaimiento. ^{[ 86 ]} El C-2U funciona disparando dos plasmas en forma de rosquilla uno contra el otro a 1 millón de kilómetros por hora, ^{[ 87 ]} el resultado es un FRC en forma de cigarro de hasta 3 metros de largo y 40 centímetros de ancho. ^{[ 88 ]} El plasma se controlaba con campos magnéticos generados por electrodos e imanes en cada extremo del tubo. El sistema de haz de partículas mejorado proporcionaba 10 megavatios de potencia. ^{[ 89 ] [ 90 ]}

En 2017, TAE Technologies renombró el reactor C-2W como "Norman" en honor al cofundador de la compañía, Norman Rostoker , quien falleció en 2014. En julio de 2017, la compañía anunció que el reactor Norman había logrado plasma. ^{[ 91 ]} Según se informa, el reactor Norman es capaz de operar a temperaturas entre 50 millones y 70 millones de °C. ^{[ 6 ]} En febrero de 2018, la compañía anunció que después de 4000 experimentos había alcanzado una temperatura alta de casi 20 millones de °C. ^{[ 92 ]} En 2018, TAE Technologies se asoció con el equipo de Ciencias Aplicadas de Google para desarrollar la tecnología dentro de Norman para maximizar la temperatura de los electrones, con el objetivo de demostrar la fusión de equilibrio. ^{[ 93 ]} En 2021, TAE Technologies declaró que Norman estaba produciendo regularmente un plasma estable a temperaturas superiores a 50 millones de grados, cumpliendo un hito clave para la máquina y desbloqueando 280 millones de dólares más en financiación, lo que elevó su financiación total recaudada a 880 millones de dólares. ^{[ 31 ]}

En 2023, la compañía publicó un artículo revisado por pares que informaba sobre la primera medición de la fusión p - ¹¹ B en plasma confinado magnéticamente en el LHD en Japón. ^{[ 94 ]}

En 2025, la empresa presentó su reactor Norm. Es significativamente más corto que el Norman, ya que su diseño permite prescindir de los largos tubos de cuarzo que antes se extendían desde ambos extremos de la cámara.

El dispositivo Copernicus fue diseñado para funcionar con hidrógeno y se esperaba que alcanzara una ganancia neta de energía alrededor de 2025. ^{[ 95 ] [ 35 ]} El costo aproximado del reactor era de 200 millones de dólares, y se pretendía que alcanzara temperaturas de alrededor de 100 millones de °C para validar las condiciones necesarias para la fusión de deuterio-tritio mientras la empresa adaptaba el combustible p - ^11B por su perfil ambiental y de costo superior. TAE tenía previsto comenzar la construcción en 2022. ^{[ 96 ]}

El dispositivo Da Vinci es un dispositivo sucesor propuesto para Copernicus y un prototipo de reactor comercialmente escalable. Estaba previsto que se desarrollara en la segunda mitad de la década de 2020 y que alcanzara los 3 mil millones de °C y produjera energía de fusión. ^{[ 96 ]}