第 216 話：國家點火裝置，能點燃核融合之火嗎？

核融合的消息又來了！

這次不是像之前幾回談到的「托卡馬克裝置」或「仿星器」這種利用磁場拘束高溫電漿的裝置，而是以超高功率雷射脈衝瞬間衝擊核融合燃料，一口氣把重氫與超重氫加熱到數千萬度的高溫，進入「燃燒的電漿」（burning plasma）狀態。這種方式稱為「慣性約束核融合」（inertial confinement fusion, ICF）。

這次的主角是設置於加州 Lawrence Livermore 國家實驗室（LLNL）的「國家點火裝置」（National Ignition Facility）。一共有 192 道功率高達 500 TW（兆瓦），也就是 5 後面有 14 個零的超強雷射同時發出4奈秒（十億分之四秒）的脈衝，擊中包覆在核融合燃料靶材外部的「環空器」（hohlraum），環空器被雷射激發後釋放出X光加熱燃料球到核融合所需溫度。192道雷射脈衝到達的時間誤差必須在數皮秒（一兆分之一秒）以內。

11月23日的「Science」雜誌報導，NIF在多次儀器的重新設計與改進後，燃料球所吸收的能量已經從一開始的 1kJ（1000 焦耳），即將達到 100 kJ，足以在核心部分引發核融合，這是讓研究人員頗為振奮的成果，距離點燃整個燃料球的目標，已經不再遙不可及。

跟磁拘束的裝置比起來，NIF的好處是真的「只要點火」就行了，雖然一開始打入雷射需要耗費不少能量，尤其是瞬間功率真的是大得可怕，不過一旦進入「燃燒的電漿」狀態，之後能量就可以自給自足了。

就跟所有的核融合裝置一樣，NIF 也是被批評為「聽樓梯響了幾十年結果還看不到人」，計畫一延再延，經費也不斷追加，而且它其實是寄生在「核武儲存與維護專案」（Stockpile Stewardship Program）底下的違章建築，每年都面臨被砍掉的危機，到底 NIF 能不能撐到真的點火成功那一天呢？曾任 LLNL核融合能源部門主管的 Mike Dunne 表示「The jury’s out.」（陪審團退庭審議中，表示尚未決定）

這次希望能真的有所進展！不然就要想辦法找「米諾夫斯基博士」來幫忙啦！

#超中二物理宅雜記

#等我征服世界就把電漿物理學列為全人類必修

#生命宇宙與萬事萬物什麼都馬跟物理有關

#話都給我講就好 其之216

Science 報導：https://www.sciencemag.org/news/2020/11/laser-fusion-reactor-approaches-burning-plasma-milestone