新突破為核聚變實用化踏出重要一步 成為發電站還有多遠?

撰文:歐敬洛
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美國科學家成功首次在核聚變的實驗中生產大於輸入的能量,被視為是核聚變的重大突破。核聚變是什麼?為何可以被稱為無窮無盡的能量存源?人類距離建造核聚變發電站還有多遠?

我們每天都在經歷核聚變——來自太陽的熱力。太陽和恆星的能量都是來自星球內部的核聚變反應,一些較輕的原子聚合成為更重的原子,途中產生巨大能量。

進行核聚變使用的是兩種不同形式的氫,氘和氚。氘和氚會被放在特別製造的膠囊中,再使用激光束把膠囊加熱至極端高熱產生核聚變,讓氘和氚變成氦核,能量會在此釋放出來。

圖為12月13日,加州利佛摩的勞倫斯利佛摩國家實驗室,科學家們正發表他們的發言。(Nows)

由於這一過程需要先注入大量能量,因此核聚變後能否釋放出比輸入更大的能量成為關鍵。科學家首次實驗成功,讓生產的能量大於輸入的能量,為未來進一步實驗和應用帶來可能。

核聚變的能量十分巨大,一杯水的氘,加上一点氚,可以為一間屋提供一年的電力。氚在地球的含量比較少,但可以經合成製造。而氫在宇宙的含量是最高的,地球的水亦富含氫原子,可謂取之不盡。

而核聚變產生的核輻射半衰期極短,核反應一旦終止便會即時停止,相對傳統核裂變反應更安全,污染更小,是未來最受注目的潔淨能源之一。

雖然這次實驗產生的總合能量不高,但能夠生產出大於輸入的能量是個很大的突破。核聚變研究至今已超過半個世紀,這次是科學家首次展示核聚變的可能性。

倫敦帝國學院的等電漿物理學教授奇滕登(Jeremy Chittenden)表示,從展示能量增益到能夠達至應用的效率還有很長的路要走:「實驗展示了利用核聚變點火的過程,但要變成一個發電站,我們需要開發更簡單的方法達成這些條件,而且不只是效率,還要更便宜,成為民用的水平。」