美核融合突破 看懂用不尽且零碳排终极能源

「华尔街日报」报导，美国预计美东时间13日上午10时（台北时间13日晚间11时）在华府的能源部本部宣布核融合技术进展。

负责研究的是劳伦斯利佛摩国家实验室（Lawrence Livermore National Laboratory,LLNL）；实验室发言人拒绝透露细节，称实验数据尚在分析。

● 原理等同太阳发光热 美宣布技术突破

「金融时报」11日披露，劳伦斯利佛摩国家实验室的科学家已从实验性核融合反应中达成「净能量增益」。

实验室的「国家点火设施」（National Ignition Facility）使用近200具雷射将氢原子加热到超过摄氏 1亿度的高温及超过地球大气层1000亿倍的压力。在此极端条件下产生一种称为等离子（或称电浆）的状态，在这种状态下氢原子会融合进而释放出巨大能量，这与太阳发光发热的原理相同。

核融合因可望成为比化石燃料或现有核能所使用核分裂技术更洁净、取之不尽的能源，早引起全球投资者和数十家公司的极大兴趣。

● 能量更大且无污染 远胜现有核能技术

各国现有的核电厂均是透过核分裂产生能量，全球约10%电力来自核电，虽几无碳排，但所生废弃物的放射性恐千年都不会消失。反观核融合既不产生会长久存在的废弃物，也不会有化石燃料燃烧产生的二氧化碳和其他温室气体，且可用氢等常见元素透过原子融合，产生近乎无限的能量。

核融合产业协会（Fusion Industry Association）追踪的投资情况显示，近年已有超过50亿美元资金注入各家民间的核融合相关企业。各家企业都在研究不同的核融合反应炉设计，大部分仍仰赖等离子状态的核融合。

但核融合距离商业使用仍有很长一段路，最大障碍之一是至今仍无法实现所谓净能量增益（net energy gain），即核融合输出能量要大过用于加热原子的雷射光束输入能量。这也使美国这次的突破更加难得。

科普相关网站指出，核能发电的核分裂运用铀元素分裂时的热能制造能源，而核融合运用元素加总的力量，运用上亿度高温让氢或重氢（氘、氚）等元素的原子核变成电浆状态，使相斥的原子核互相依附在一起，相关技术也是核融合发电最难克服的技术之一，毕竟这等同于做出一颗太阳。

● 各国竞研 首座核融合电厂最快十余年后现身

包括美国、中国、欧盟、日本、南韩、巴西等国都致力研发核融合技术。哥伦比亚广播公司新闻网（CBS News）指出，目前全球最大的核融合研究计划是由35国政府集资约220亿美元的「国际热核实验反应炉」（International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER），也在攻关与美国同样的课题。

白宫表示，目前全球30多家民间核融合企业有2/3在美国，大部分都成立于过去10年间，「借由与这些民企的合作，我们有机会让他们留在美国发展，进而巩固美国在核融合技术的领先地位」。

中国核融合实验的「人造太阳」项目今年也有所进展，据「环球时报」10月的报导，中核集团核工业西南物理研究院科研团队在10月19日成功让HL-2M等离子体电流突破100万安培（1兆安），距离核融合点火更进一步。

「华盛顿邮报」报导，目前核融合领域的专家认为时间倒还次要，最主要症结在于各国政府与民间财力能否加大资助研发力道，如果条件允许，第一座核融合发电的原型厂有可能在2030年代出现，届时距离实现商用就为时不远。（译者：陈亦伟）1111213