第241話：核融合發電新進展！用史萊姆讓核融合爐硬質化吧！

如何改善核融合爐的反應條件？把「史萊姆」噴到核融合內壁造成像「戰槌的巨人」一樣的「硬質化」就行了！

「核融合」被視為夢幻的終極能源，已經講了好幾十年，總是有種「只聞樓梯響」的感覺，本站也報導了不少次相關的新聞，大家都有點聽膩了，也有許多人會反射性的開嘲諷，覺得這些搞核融合的老是打假球，每次都是「重大突破，即將…」然後再度跳票。

雖然如此，還是有一些進展確實的在進行著。核融合是個龐大複雜的裝置，要點燃核融合之火，必須要每一個環節都照顧好才行。不管是「托卡馬克」還是「仿星器」，核融合爐的心臟都有個像甜甜圈一樣的環形空間，加上超強磁鐵的作用，把「氘」（重氫）跟「氚」（超重氫）等核融合燃料的超高溫電漿拘束在裡面。這個溫度必須達到數千萬度到上億度，在此高溫下，電子脫離了原子核的束縛，不再是原子的結構，而是成為「電子與原子核混合物」，即所謂的電漿。

在這種極端的條件下，有個困擾是，環形空間內壁的雜質會跑出來，成為混進氘與氚的電漿中的雜質，這些雜質會造成許多問題——讓核融合反應效率降低、又從被磁場拘束的電漿噴出來損傷內壁，甚至造成電漿崩潰而停機。普林斯頓電漿物理實驗室（Princeton Plasma Physics Laboratory, PPPL）於上週（2021/03/31）發表了新聞稿，由 Alessandro Bortolon 領銜的研究中，在不停機的狀態下，由外部直接注入硼的粉末，透過環內超高溫電漿的作用，會把硼推向電漿儲存環的內壁，形成保護層，阻隔了內壁物質進入電漿中，可以減少電漿內的雜質，提升反應效率，並且避免電漿崩潰。

過去在材料科學中，已經知道將金屬或合金的表面硼化：將少量的硼原子以擴散的方式進入金屬，會在表面形成一層金屬的硼化物，可以大幅提昇材料的硬度，也會讓材料變得非常耐磨。

我們對於硼最熟悉的化合物應該就是「硼砂」了，有點年紀的讀者大概會記得，以前會把硼砂加進貢丸裡，吃起來會又Q又脆，口感極佳，不過由於有害人體，所以已經禁止很久了。不過幾年前硼砂這種東西又流行起來，因為把它加入膠水裡面，可以做出「史萊姆」這種噁心又好玩的玩具，繼「指尖陀螺」之後，在小學生之間形成一股風潮。（現在還有人在玩嗎？）

在國外，硼砂也常拿來做為清潔劑使用，所以PPPL 的新聞稿標題是「Research confirms ingredient in household cleaner could improve fusion reactions」（研究證實家用清潔劑的成分可以改善核融合反應）。第一句話是這樣：

Want to improve your chances of making electricity from fusion? Look no further than the cleaners under your kitchen sink.

（想要提升核融合發電的可能性嗎？不用想太遠，用你家廚房水槽下的清潔劑就行了。）

為了吸引大家來看文章，各個科學機構真是絞盡腦汁啊…（我們也一樣）

不管怎麼說，還是希望核融合趕快實用化，一舉解決所有的能源問題吧！

這個研究，發表於 2020/09/28 的「Nuclear Fusion」期刊。

普林斯頓電漿物理實驗室新聞稿（2021/03/31）：https://www.pppl.gov/news/2021/03/research-confirms-ingredient-household-cleaner-could-improve-fusion-reactions

Nuclear Fusion 論文（2020/09/28）：https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1741-4326/abaf31