核聚变提供无尽能源 2035年水氢“发电”试验

共有35国家正在合作核融合技术，希望发展出像太阳中心的氢聚变而产生乾淨的新能原因。图为俄国製的线圈，正运往法国组合。（Getty Images)

各国自1930年代开始研究清洁能源，“人造太阳”的融合技术最近才有些许进展；2月，剑桥附近卡尔汉村的科学家，在实验场所创下五连续秒钟内制造出5900万焦耳能量的纪录；虽然这只够一户人家一天的用电量，却证明核融合在地球上是可能持续的，也对法国南部国际热能核实验反应炉(ITER)的研究团队，提供极大的鼓舞。

有线电视新闻网(CNN)报道，人口已达80亿，却因使用过多化石燃料，承受温室效应与危机的地球，对清洁能源的需求之急切可知，而核融合(Fusion Energy)是在地球创造第二太阳般提供无尽能源的最佳可能。

核融合的原理是把天性相斥的两个分子强力融合，方法是注入少量的燃料到环磁机(tokamak)，启动巨大的磁力，创造出电浆，然后加温到最大极限，强迫那两个分子融合为一，过程中会产生氦(Helium)和中子(Neutron)。

氦和中子的质量都比原来的本身轻，其中“减掉”的物质，会转化为巨大的能量。脱离电浆的中子撞击环磁机内壁，变成热能，可以用来煮开水、产生蒸气、推动涡轮发电。

问题是，电浆所需的摄氏1.5亿度高温，是太阳核心温度的10倍，怎麽可能在地球上产生？唯一的办法就是模仿太阳，因为它就是每秒钟融合好几百吨氢气和氦气的巨大电浆球。

ITER团队受了英国实验成果的鼓舞，希望自己更好的设备能靠注入50兆瓦( megawatts)，试验出500兆瓦的能量。更重要的是，持续更长的时间。因为唯有长时间融合，才可能将这个“试验成功”的理论商业化。

各国积极研究核融合技术，图为位于德国的反应器“维德斯坦7-X”，研究透过核融合技术产生洁淨能源。（美联社）

ITER计划离商业化更进一步的理由是用淡水、海水都含有的氢同位素( deuterium)和三重氢(tritium)来融合，500毫升的水加上少许三重氢产生的融合能量，就足够一户人家用一年。三重氢目前很稀有，全球仅有20公斤，但试验需求每年不过400公克。每公克要价3万美元。

用水融合发电的材料产出能量比是1比800万，人类会继续试验，35国科学家在法国普罗旺斯省圣保罗杜杭(Saint-Paul-lez-Durance)的小太阳计划，不断在扩增器材，就是证明。750顿重的起重机正在建造一座2.3万吨的环磁机；这是一座由100万个组件、1000个零件组成，有三座艾菲尔铁塔重、部分直径达24米的庞大实验器。

ITER计划2025年融合出第一堆电浆，如果一切顺利，将于2035年开始水氢分子“发电”实验。

新闻辞典／核融合

根据美国（DOE）官网上的解释，核融合反应为太阳和其他恆星提供动力。在融合反应中，两个轻原子核合并形成一个较重的原子核。这个过程释放出能量，因为所得单核的总质量小于两个原始核的质量，剩馀的质量变成了能量。假如科学家能研发出一种方法来利用核融合所产生的能量，可能是一种重要的能源生产方法。

从事融合能源应用的研究人员对氘-氚（DT）融合反应特别感兴趣。氘-氚融合产生一个氦核（或α粒子）和高能中子。在此过程中释放出比大多数融合反应远远更多的能量。

在未来潜在的融合发电厂中，DT反应产生的中子会产生能量供我们使用。研究人员专注于DT反应，因为它们会产生大量能量。