核融合有譜?瑞典科學家發現新電漿控制法

太陽與恆星發光發熱的原理叫做核融合反應,科學家幾十年以來,一直想要發展這種終極能源,被視為能源科技的聖杯。但是核融合的電漿場很難控制,這一直都是難解的問題。不過瑞典的研究人員似乎發現了控制電漿的線索,也許能使我們更接近「聖杯」一步。

阿特拉斯科技網(NewAtlas)報導,從1950年起,各國科學家就開始研究核融合,但是太陽是靠著強大重力場去穩定核融合反應,,如果要在地球上重現,必須增加溫度和壓力,甚至比太陽表面的溫度(6000度)還要高,至少要達到上億度才行。但是沒有任何物質可以耐高溫達幾億度,所以俄國科學家提出,利用磁場控制的電漿體來包覆並加壓核融合物質,此種方法稱為托克馬克式(tokamak,也稱磁環機),這也是幾十年公認為最可行的方案。

不過托克馬克研究已超過50年依然無解,原因出在被磁場包袱的電漿並不容易控制,電漿就像個無形的流體一樣難以掌握,其中的高能電子很容易突然找到磁場的弱點並且突破,這就會破壞反應爐壁,造成損壞和反應停止。

如今瑞典的查爾摩斯工學院(Chalmers University of Technology)的兩名研究人員蕾妮亞.海斯洛(Linnea Hesslow)和歐拉.恩布洛斯(Ola Embréus)設計了一種新技術,他們將諸如氖或是氬這種較重的墮性氣體分離的「重離子」注入反應器內,就可以有效地把失控的電子減速,這是因為高速飛馳的電子,會被重離子的高電荷給擋下來,只要它們速度變慢,就可以變得容易控制,換言之,他們找到了核融合過程的減速劑。

海斯洛說:「當我們能夠有效地把失控的電子減速下來時,我們離可控制的核融合反應爐也就更近一步。」

海斯洛和恩布洛斯還依據減速後的電子軌跡,創造了一個可以有效預測電子能量和行為的基本模型,這對於將來控制電漿有極大的幫助,科學家可以透過這個模型有效地掌握電子流向,不會中斷融合過程。

中時電子報 江飛宇

相關文章

分享