人造太陽不是夢 核融合出現突破發展

by:阿咖
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許多動畫、科幻電影中,科學家們都在追逐「取之不盡用之不竭」的能源夢,而現在這樣的想法已經不是空想,因為根據美國實驗室的最新進度,科學家在「人造太陽」的發展上出現大進展!
 

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路透社

BBC 7號報導,美國國家點燃設施 (National Ignition Facility,NIF)出現重大進展,實驗團隊在加熱壓縮燃料球的過程中,終於成功地讓核融合反應出現。
 
編註:根據《科學人雜誌》,半世紀來「核融合」(nuclear fusion)一直是科學家棘手的問題,這種反應就是讓太陽或是其他恆星能運轉不休的重要反應之一,目前世界上的核子反應爐多半是利用「核分裂」的方式運作,若真的能讓核融合的過程成功,並用這樣的原理建造出發電廠,能源永續將不成問題!

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人類的小太陽─核融合
核融合是一種產出能量的過程,太陽等恆星都是依靠這種方式運行,換句話說,核融合也等於是人類的小太陽。
 
讓互斥電子結合
至於為什麼核融合技術在過去總是頻頻碰壁,這是因為要融合的元素本身難以結合,行政院國科會的《科技大觀園》頁面中就介紹到,核融合要結合氘和氚兩種元素,因為這兩種元素本身都帶有「正電」的狀況下,容易產生互斥,此時要讓他它們在一起就必須用外力推一把
 
於是,科學家就運用高達2億的高溫,讓原子核變成電漿狀態,使原本相斥的原子核可以互相結合在一起,但又因為兩種元素不是固態,流動的氘和氚讓結合過程更困難。
 
少量輸入大量產出
驅策科學家們努力不懈的原因,是因為核融合背後隱藏的無窮能量,因為只要少量的氘和氚就能產出相當大的能量,舉例來說,一座可以發出1,500百萬瓦特核融合能量的發電廠,一天大約需要消耗600g的氚元素和400g的重氫元素。更棒的是,這兩種必備的融合元素只要從海水或岩石中就可以提煉而成。

成功的第一步
約在9月底時,NIF實驗團隊運用192道雷射光束聚集到微小的燃料球上,高溫讓互斥電子的外表融化、互相結合,在高溫和足夠的能量影響下,燃料球釋放出的能量大過了它吸收到的雷射能量,這樣的「核融合」反應是多年來首見,振奮了研究團隊。
 

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對環境友善的核融合技術
前述提到核融合的元素可以從地球環境中取得,《科學人雜誌》中也談到「把核融合裝置當做發電廠,不僅可取用一般海水中的成份當做燃料,而且完全不會製造空氣污染或放射性污染。這種發電方式就好像用一顆恆星來推動地球上的無數機器,它能永遠滿足人類對能源無止境的需求。」
 

編註:對原文報導有興趣的朋友,請參考 “Nuclear fusion milestone passed at US lab
 
延伸閱讀:《核能發電相關報導
再生能源相關報導》