取之不盡的潔淨能源有譜?美今宣布核融合技術重大突破

科學界研究核融合能源技術近70年,盼能製造安全潔淨又取之不盡的能源,如今有重大突破。美國政府科學家首度製造出可產生「能量淨增益」的核融合反應,亦即反應產生的能量大於耗能,樹立了相關研究的里程碑。美國能源部將於美東時間13日上午10時(台灣時間晚間11時)正式宣布這項突破性成果。

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美國加州勞倫斯利佛摩國家實驗室。路透社

《金融時報》率先報導,加州勞倫斯利佛摩國家實驗室(Lawrence Livermore National LaboratoryLLNL)的國家點火設施(National Ignition FacilityNIF)科學家以2.1兆焦耳的耗能促發核融合,產生了2.5兆焦耳的能量。

雖然該實驗室科學家不願公開證實,不過路透社、有線電視新聞網(CNN)、《華爾街日報》等多家媒體均向消息人士確認了相關發展。

報導指,國家點火設施的研究人員使用近200台雷射儀器,將氫原子加熱到超過攝氏1億度,並施加超過地球大氣氣壓1000億倍的壓力,讓氫原子融合成新的原子並釋出大量能量,產生的能量是耗能的120%,「能量淨增益」(net energy gain)達20%

一杯水所含的氘加微量的氚 可為一間屋子供電一年

支持人士稱,核融合技術可望在10年後商轉,將成為近乎零碳排的發電技術,有助於對抗氣候變遷,也不像目前使用核分裂技術的核能電廠會產生輻射性核廢料。

核融合反應是將兩個以上的原子融合為一個較大的原子,過程中可產生大量熱能,是太陽與恆星產生能量的來源。

科學家自1950年代起就展開核融合反應研究,盼能複製同樣的能源產生方式,製造出無窮盡的零碳排能源。相關研究主要使用氘與氚原子進行核融合,兩者都是氫的同位素。

若研發成功,只要一杯水所含的氘加上微量的氚,就能產生一間房子一年所需的能源。氚是較難取得的元素,不過可人工製造。

在美國科學家取得核融合反應的「能量淨增益」後,未來研究人員要面臨的挑戰是如何進行更大規模的核融合反應,製造出更多能源,同時也要降低成本,讓它能夠商業化。

目前產生能源可「燒開10壺水」 科學家與氣候變遷賽跑

倫敦帝國學院慣性局限融合中心(Centre for Inertial Fusion Studies)共同主任齊騰登(Jeremy Chittenden)表示,美國科學家目前成功製造出的核融合能源,大約能「煮沸10壺水」,距離成立發電廠還有很長的路要走;此外,目前每次實驗都要耗費大量時間與金錢,如何降低成本也是一大挑戰。

曾擔任勞倫斯利佛摩實驗室首席能源技術專家的傅利曼(Julio Friedmann)說,即使核融合技術進步到足以成立發電廠,科學家還須研發出新技術,將核融合能源轉化為能加入電網的電力。

總之,要利用核融合技術製造出無窮盡的潔淨能源,可能尚需數十年。傅利曼說:「至少未來2030年間,這(核融合技術)對延緩氣候變遷無法產生有意義的作用。」

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