美國科學家開發新能源 核聚變大突破樹里程碑

此繪圖顯示核聚變的產生過程,激光從膠囊兩頭對準內\xf9堛漸媦釓\xfb粒,對其施壓及加熱,進而產生核聚變。勞倫斯利物摩國家實驗室/美聯社

圖為國家點燃實驗設施的核聚變測試基地。Damien Jemison/勞倫斯利物摩國家實驗室/美聯社

憑著192束激光和相等於太陽中心三倍多的極度高溫,科學家在邁向近乎零污染的核聚變(fusion energy)的漫長道路上,達到一個重要的里程碑,但也許還需等待數十年才能普及。

在位於三藩市灣區的勞倫斯利物摩國家實驗室(Lawrence Livermore National Lab)下設的國家點燃實驗設施(National Ignition Facility),研究人員成功引發短暫持續的融合反應(fusion reaction),這是一次重要創舉,因為融合講求高溫度和壓力,否則很易失敗。

科學家最終目標是以太陽產生熱力的方式產能,透過將氫原子互相平順接近,結合成氦,繼而釋放大量能源。

一支逾100名科學家的團隊周三(26日)在《自然》(Nature)期刊公布,四項實現所謂燃燒等離子體的實驗結果。科學家表示現在處於向前更大一步的門檻上︰點火,亦即燃料可繼續自行「燃燒」,產生的能源比點燃時的更多。

這次研究人員將燃料膠囊弄大10%,放入一個細小金屬罐內,將192束激光對準金屬罐,然後以1億度加熱,繼而為膠囊內產生比太陽中心內部還要多五成的壓力。研究人員說,雖然這些實驗產生的燃燒等離子體僅維持萬億份之一秒,但足夠被視為成功。

核融合(Nuclear fusion)指的是將水分子內的兩種氫壓在一起。未參與實驗的密歇根大學科學家庫蘭茨(Carolyn Kuranz)表示,當它們混合時,約數毫克的燃料會產生大量能源,而且不會產生任何放射性廢料,「基本上是無窮無盡,可用於任何地方的潔淨能源」。

全世界的研究員數十年來一直以不同方式開發核聚變。35個國家研究人員目前於法國南部進行「國際熱核實驗反應堆」(International Thermonuclear Experimental Reactor)計劃,利用龐大數量的磁鐵控制過熱等離子體,料2026年開始運作。

普林斯頓大學等離子體物理實驗室主任考利(Steven Cowley)說,雖然美、英的稍早實驗在融合原子上取得成功,但無法做到自行加熱。

不過別指望很快用到核聚變。撰寫研究的勞倫斯實驗室融合計劃首席科學家赫里奇(Omar Hurricane)說︰「這次結果在科學上令我們非常興奮,但距離成為有用能源還是漫漫長路,也許還有數十年。」

科技-三藩市版