英國啟動首座核融合研究用反應爐

英國最新的核融合反應爐首次啟用,主要目的是實驗高溫電漿的穩定性。這座稱為ST40的反應爐是由私人企業所贊助,希望能使高溫電漿達到1億度,這溫度將比太陽中心還要熱上7倍,只有這種溫度才能使核融合在地球環境壓力下進行

「世界核能新聞」(world-nuclear-news,wnn)報導,總部位於英國牛津的托卡馬克能源公司(Tokamak Energy)表示,隨著ST40反應爐「上線」運行,接下來的幾個實驗步驟是完成週邊電磁線圈的安裝,有了電磁線圈才能有效控制高溫電漿並壓縮,如果過程順利,ST40的電漿最快在今年秋季達到1500萬度,與太陽中心一樣熱。

托卡馬克能源公司首席執行官大衛.金漢(David Kingham)表示:「ST40的啟動,絕對是是英國和世界融合能源發展的重要日子,這是第一座由私人設計、建造和營運的核融合裝置。我們希望在未來不久就能使電漿達到1億度,使核融合科技實用化能儘早成功。」

他補充說:「我們仍然需要大量投資,並且要與學術界和工業界一同合作,假如達到預定的1億度目標,那將是核融合技術的里程碑。希望到2030年,就能開始建造商業規模的核融合反應爐。」

核融合是核能反應的一種,是將兩個輕原子施以壓力融合成1個較重的原子,在這個過程中會有質量的損失,這些損失的質量就會以極大的能量散發出來。宇由當中,最常見的核融合現象是氫原子因重力壓縮融合成氦原子,這就是恆星發光的原理,包括我們的太空,太空中的數億顆恆星都是用這個原理發光發熱的。在地球上,第一個應用核融合的科技產品是氫彈,氫彈是靠原子彈來引爆,再觸發威力更大的氫核融合反應。歷史上威力最大的氫彈試爆,是前蘇聯1961年10月30日在新地島試爆的「沙皇核彈」,其威力是廣島原子彈的3800倍。

要使核融合做為可控制的能源,就必須有效調整反應速度,太陽是靠著強大的恆星重力,與核融合的膨漲力量達成平衡而穩定的,但是在地球上,由於沒有辦法達到太陽核心的壓力,因此核融合的溫度會提高到上億度,可是所有的耐熱材料都無法耐受上億度的高溫,所以必須使用電漿來包覆,控制電漿又需要強大的磁力,使得人工核融合的整套系統相當複雜,這就是核融合研究已超過50年,卻還沒有成功的原因。

近年由於超級電腦運算能力更強,新的電磁材料問世,因此許多研究團隊重新投入核融合研究,包括美國軍武大廠洛馬公司也投資在相關領域。而托卡馬克能源公司第2台電漿實驗爐ST25 HTS,在2015年倫敦皇家學會夏季科學展覽會上,成功展示了29小時連續運作的高溫電漿,這是世界紀錄。


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