核聚變實現淨增益 「人造太陽」不是夢?

美能源部將宣布重大科學突破
13/12/2022
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加州勞倫斯利佛摩國家實驗室的核聚變裝置「國家點火設施」。(美聯社圖片)

美國加州勞倫斯利佛摩國家實驗室(Lawrence Livermore National Laboratory, LLNL)的科學家,近日在核融合研究取得重大里程碑。對此,美國能源部12日表示,當地周二上午將宣布「重大科學突破」。英國《金融時報》披露,該實驗室的核聚變反應爐達成了「能量淨增益」,意味著對追求零碳能源邁出重大一步。

核聚變(Nuclear fusion,或稱核融合)是一種核能,與現行核電廠使用的核分裂不同,它是由兩個元素融合成一個新元素的過程,能量反應更為巨大,也正是太陽發光發熱的原理。有關理論早在20世紀初期就已提出,1950年代已開始研究,科學家相信,有朝一日核聚變能夠實現「人造太陽」,提供無限且更為清潔的永恆能源,以替代所有的高污染的化石燃料。

然而有關研究70年來仍然只停留在研究階段,因為與太陽有極大引力的環境不同,要在地球上重現太陽內部反應,需要更高溫度與更高壓力,而重現極高溫與極高壓,本身就極耗能量,要是產出的能量低於輸入的能量,這樣的裝置就毫無意義。

高能激光射擊 創造高溫高壓

《金融時報》稱,勞倫斯利佛摩國家實驗室(LLNL)科學家,利用著名的「國家點火裝置」(National Ignition Facility,NIF)進行實驗,以一種名叫慣性約束聚變(Inertial Confinement Fusion)的程序,以全球最大型的激光去射擊氫電漿(Hydrogen Plasma)微粒,在燃料球上重現短暫的高溫與高壓,試圖激發它形成核聚變反應,旁邊則有大量的儀器去偵測反應的過程與額外產生的能量。

報道引述實驗室人員指出,在最近兩周的實驗中,「產生了大約2.5百萬焦耳的能量,超過2.1百萬焦耳供應能量」,實現了120%的能量淨增益。目前實驗團隊還在確定數據是否準確。

潛在新能源將為世界帶來嶄新改變

《華盛頓郵報》援引兩名知情人士證實這項進展。一名資深核聚變科學家說:「對我們大多數人而言,只是時間早晚問題。」一些科學家認為核聚變是未來的潛在能源,特別是因為它產生的廢料很少且不會產生溫室氣體。國會眾議員劉雲平則稱:「如果這樣的能源融合突破性進展真有其事,可能為世界帶來嶄新改變。」

美國能源部與勞倫斯利佛摩國家實驗室發言人表示,無法對於報道發表意見或加以證實,僅透露美國能源部長格蘭霍姆(Jennifer Granholm)將在13日上午宣布「重大科學突破」;而勞倫斯利佛摩國家實驗室發言人則回應,目前分析還在進行中,期待分析完成時能分享更多資訊。 (編輯部)

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