能源問題有解 美將宣布核融合出現重大突破

海青青採訪
2022年12月13日 週二 下午6:30

法新社報導，美國能源部(Department of Energy)的核融合(nuclear fusion)實驗室表示，他們13日將宣布一項「重大科學突破」。在此同時，媒體報導科學家們終於超越了這項技術的一個重要里程碑，即產生的能量，超過所投入的能量。
這項發展已引發科學界熱議，因為核融合被部份人認為是未來能源，尤其它不會製造溫室氣體、產生很少的廢棄物，同時沒有核子事故的風險。
以下是有關核融合如何運作、正進行中的方案以及預估它們何時完成的最新說明：
星球的能量
核融合與目前用於核能廠的核分裂(Nuclear fission)不同，核融合是藉由融合兩個原子核而非分裂一個原子核產生能量。
事實上，核融合是為太陽提供能量的過程。
當兩個輕的氫原子(hydrogen atom)高速碰撞時，會融合成為一個較重的元素氦(helium)，並在此過程中釋放能量。
「星球建造者(The Star Builders)，暫譯」一書的作者、物理學家特瑞爾(Arthur Turrell)推文說，「掌控星球的能量來源是人類有史以來面臨的最大科技挑戰」。
兩種截然不同的方法
只有將物質加熱到極高溫度，超過攝氏1億度(華氏1.8億度)，才會在地球上產生核融合反應。
法國原子能委員會(Atomic Energy Commission, CEA)的計劃領導人李法佛(Eric Lefebvre)告訴法新社，「所以，我們必須找出方法，把這項極熱的物質與任何可能讓它冷卻的物質隔離開來。這是圍阻(containment)的問題」。
其中一種方法是利用磁鐵「限制」融合反應。
在一個巨大的環形反應爐中，較輕的氫同位素(氘和氚)會被加熱直到它們到達電漿(plasma)狀態，這是一種非常低密度的氣體、
磁鐵會限制旋轉的電漿氣體，防止它與爐壁接觸，同時原子進行碰撞並開始融合。
這是目前正在法國建造的重要國際計劃「國際熱核實驗反應爐」(International Thermonuclear Experimental Reactor, ITER)，以及在英國牛津附近的歐洲聯合環狀反應爐(Joint European Torus, JET)所使用的同類型反應爐。
第二種方法是慣性約束核融合(inertial confinement fusion)，其中高能量雷射同時被導入含有氫的圓柱筒中。
這個技術是由法國大型設備百萬焦耳雷射(Laser Mégajoule, LMJ)，以及世界最先進的融合計劃、位於加州的「國家點火設施」(National Ignition Facility, NIF)所使用。
慣性約束核融合是用來展示融合的物理原理，而磁限制則尋求模仿未來工業規模的反應爐。
研究狀況
數十年來，科學家一直試圖要達成所謂的「淨能量增益」(net energy gain)，也就是，融合反應所產生的能量大於激發它所需要的能量。
根據金融時報和華盛頓郵報的報導，這將是「國家點火設施」13日要宣布的「重大科學突破」。
不過李法佛警告，「在商業可行的工業規模展現」之前，「仍有一段長路要走」。
他說，這樣的計劃將再花上20到30年的時間才能完成。
要達到這個境地，研究人員首先必須增加雷射效能，並能更頻繁的複製實驗。
「國家點火設施」將宣布的突破已經讓發科學界極為興奮，他們希望這項技術能改變全球能源生產的遊戲規則。
不像核分裂，核融合沒有核子事故的風險。核融合產生的放射性廢料也比目前的核能廠少很多，而且不會釋出溫室氣體。
李法佛說，「它是完全無碳的能量來源、產生極少的廢料，並且在根本上極度的安全」。他說，核融合可以是「世界能源問題的一項未來解決方案」。

https://tw.news.yahoo.com/%E8%83 ... 0%B4-103054948.html

看來真的可以實現 非核家園