拯救或毀滅世界的十種新創科技 | 3.核融合能源

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太陽的能源就是這麼來的,但能用來烤麵包嗎?

核融合是人類能源需求的終極解決方案。

它是潔淨能源,可以用普通元素充當燃料,沒有任何災難性熔毀的風險。那為什麼我們在地球上不能效法太陽,而只能在實驗室做核融合實驗?


因為太陽中心有極高的重力壓,氫原子不斷的高速互相撞來撞去,而地球上不存在這些條件。

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圖片來源: https://www.nature.com/articles/d41586-021-00408-1


目前進行到哪裡了?

磁化內襯慣性核融合

把冷卻的圓柱體裝滿核融合燃料,透過圓柱體的某一側,用威力強大的雷射引爆核融合燃料,使燃料迅速到達高溫,在燃料爆炸穿透圓柱體之前,利用大到不可思議的電容器組產生極大的放電,產生磁場使圓柱體瓦解。

簡單的說:使圓柱體爆炸,炸得粉碎。

利用這個方法的初步實驗已經在進行中,但啟動反應所輸入的能量,對比所獲得的能量還差得遠,如果一切順利,有望在十年內完成這項實驗。


國際熱核融合實驗反應爐

想像有一個樣子很像甜甜圈的超級大管子,管子裡頭裝滿電漿。利用磁場侷限電漿,使電漿在管子間流動。

目前的成本估計超過150億美元,雖然非常昂貴,但卻是短期內公認最有希望的實用型核融合反應器,目前最大的運轉裝置,已達到60~70%的轉換效益。


值得關注的議題

核『融合』反應爐和核『分裂』反應爐完全不一樣,核分裂才是大家說的核能,而核融合反應只產生氫氣與中子,沒有溫室氣起,沒有長生命期的放射性廢料。


那有沒有熔毀的風險呢?簡單一句話:沒有

維持核融合反應是很大的挑戰,萬一反應器失控,核融合反應就會停止,像是風中蠟燭被吹熄那樣。


它將如何改變世界?

核融合能源基本上是取之不盡的燃料來源。而且,核融合不會產生溫室氣體,不會有長生命期的放射性廢料,也沒有熔毀的可能下。

假如可以有經濟效益,最明顯的好處就是可以提供廉價的能源。

環境效益也會很可觀。產生的污染很少,且其中沒有碳,取得能源的過程中不會造成氣候的變遷,最有可能得核融合燃料是氫,宇宙中最豐富的物質,取得燃料所造成的環境衝擊應該相當小。

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