人類史上首次「輸出大於輸入」的核融合實驗 美國能源科技重大突破

1939年第一次核分裂實驗確認、15年後蘇聯就建立第一座核能發電廠。今天美國科學家完成核融合反應,是第一次產出的能量大於輸入的能量,可能在20年內世界第一座核融合發電廠將會落成,如果真的發生這將會改變人類使用能源的現狀,不會產生碳的核融合將帶來充足的潔淨能源。

美國能源部今天宣布,美國科學家已經在核融合研究方面取得締造歷史的「重大科學突破」,首度在核融合反應達成產出的能量遠高於引發反應所使用能量,將有助發展潔淨能源。

美國有線電視新聞網(CNN)報導,數十年來人類不斷嘗試要透過核融合方式取得用之不竭的乾淨能源,能夠達成「能量淨增益」(net energy gain),即產出的能量高於引發反應所使用的能量,是項重大的里程碑。

勞倫斯利佛摩國家實驗室(Lawrence Livermore National Laboratory, LLNL)的科學家最近在一次核融合反應中,產出約3.15百萬焦耳(MJ)的能量,約是雷射所用能量2.05百萬焦耳的150%。這是首度在實驗中達成重大的能量淨增益。

美國能源部長葛蘭何(Jennifer Granholm)與實驗室研究人員一起出席記者會,宣布這項突破性進展。她發布聲明說:「國家點火設施(National Ignition Facility)的研究人員和員工奉獻他們的生涯,希望見到核融合點火成為事實,這是項劃時代的成果,而這項里程碑無疑將促成更多的發現。」

官員表示,這項成就將有助國防和未來發展淨潔電力的進展。

 

 

科學家數十年來一直在發展核融合技術,支持者說,核融合是一種乾淨、充裕且安全的能源來源,最終可能打破人類依賴化石燃料、助長全球氣候危機的局面。

倫敦帝國學院(Imperial College London)物理學家傑頓登(Jeremy Chittenden)表示,這是「令人極度興奮、真正的突破時刻」、「證明追求已久的目標、核融合的『聖杯』確實可能實現」。

當前全球核電廠是運用核分裂來產出能量;核融合則是結合兩個較輕的氫原子同位素(氘、氚),來形成較重的氦原子,過程中會釋出大量能量。而這就是太陽等恆星內部的反應。

在地球上,核融合反應則可透過在專門設備內把氫加熱至極高溫度來引發。勞倫斯利佛摩國家實驗室就是在巨大的「國家點火設施」中,把192束超高能量雷射光束全部導引至一個頂針大小、內含氫同位素的小圓柱容器。

如同核分裂,核融合操作過程不會產生碳,又比核分裂多出更多優勢,例如沒有核災風險,而且產生的輻射廢料少得多。然而核融合要達到產業規模,還有很長遠的路要走。

傑頓登提醒:「要用核融合來發電,我們必須進一步提高能量增益。我們也得找到可以更頻繁、更便宜重現相同效果的方法,之後才能切合實際地把它變成發電廠。」

法國原子能委員會(French Atomic Energy Commission)專案經理李法佛(Erik Lefebvre)告訴法新社,要走到那一步,可能還要再等20或30年。

 

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