核融合「人造太陽」提供無盡能源 2035年水氫「發電」試驗

各國自1930年代開始研究清潔能源，「人造太陽」的融合技術最近才有些許進展；2月，英國劍橋附近卡爾漢村的科學家，在實驗場所創下五連續秒鐘內製造出5900萬焦耳能量的紀錄；雖然這只夠一戶人家一天的用電量，卻證明核融合在地球上是可能持續的，也對法國南部國際熱能核實驗反應爐(ITER)的研究團隊，提供極大的鼓舞。

有線電視新聞網(CNN)報導，人口已達80億，卻因使用過多化石燃料，承受溫室效應與氣候變遷危機的地球，對清潔能源的需求之急切可知，而核融合(Fusion Energy)是在地球創造第二太陽般提供無盡能源的最佳可能。

核融合的原理是把天性相斥的兩個分子強力融合，方法是注入少量的燃料到環磁機(tokamak)，啟動巨大的磁力，創造出電漿，然後加溫到最大極限，強迫那兩個分子融合為一，過程中會產生氦(Helium)和中子(Neutron)。

氦和中子的質量都比原來的本身輕，其中「減掉」的物質，會轉化為巨大的能量。脫離電漿的中子撞擊環磁機內壁，變成熱能，可以用來煮開水、產生蒸氣、推動渦輪發電。

問題是，電漿所需的攝氏1.5億度高溫，是太陽核心溫度的10倍，怎麼可能在地球上產生？唯一的辦法就是模仿太陽，因為它就是每秒鐘融合好幾百噸氫氣和氦氣的巨大電漿球。

ITER團隊受了英國實驗成果的鼓舞，希望自己更好的設備能靠注入50兆瓦( megawatts)，試驗出500兆瓦的能量。更重要的是，持續更長的時間。因為唯有長時間融合，才可能將這個「試驗成功」的理論商業化。

ITER計畫離商業化更進一步的理由是用淡水、海水都含有的氫同位素( deuterium)和三重氫(tritium)來融合，500毫升的水加上少許三重氫產生的融合能量，就足夠一戶人家用一年。三重氫目前很稀有，全球僅有20公斤，但試驗需求每年不過400公克。每公克要價3萬美元。

用水融合發電的材料產出能量比是1比800萬，人類會繼續試驗，35國科學家在法國普羅旺斯省聖保羅杜杭(Saint-Paul-lez-Durance)的小太陽計畫，不斷在擴增器材，就是證明。750頓重的起重機正在建造一座2.3萬噸的環磁機；這是一座由100萬個組件、1000個零件組成，有三座艾菲爾鐵塔重、部分直徑達24公尺的龐大實驗器。

ITER計畫2025年融合出第一堆電漿，如果一切順利，將於2035年開始水氫分子「發電」實驗。

新聞辭典／核融合

根據美國能源部（DOE）官網上的解釋，核融合反應為太陽和其他恆星提供動力。在融合反應中，兩個輕原子核合併形成一個較重的原子核。這個過程釋放出能量，因為所得單核的總質量小於兩個原始核的質量，剩餘的質量變成了能量。假如科學家能研發出一種方法來利用核融合所產生的能量，可能是一種重要的能源生產方法。

從事融合能源應用的研究人員對氘-氚（DT）融合反應特別感興趣。氘-氚融合產生一個氦核（或α粒子）和高能中子。在此過程中釋放出比大多數融合反應遠遠更多的能量。

在未來潛在的融合發電廠中，DT反應產生的中子會產生能量供我們使用。研究人員專注於DT反應，因為它們會產生大量能量。

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