核融合實驗創世界紀錄 南韓能源研發跨大步

南韓宣佈,在一次核融合實驗中達到太陽核心溫度七倍的攝氏1億度,維持時間達48秒,創下世界紀錄。 (網路照片)

南韓科學家宣佈,在一次核融合實驗中達到太陽核心溫度七倍的攝氏1億度,維持時間達48秒,創下世界紀錄。科學家稱這是朝未來能源科技邁進的重要一步。

核融合試圖複製使太陽和其他恆星發光的核反應,透過將兩個原子融合在一起,並釋放巨大能量,形同打造「人造太陽」。核融合常被稱爲潔淨能源的「聖盃」,有潛力提供無窮無盡的能源,卻又不產生使地球暖化的碳排放。但要在地球掌握這個過程,挑戰非常艱鉅。

實現核融合能源的最常見方式,是使用托克馬克(tokamak)環形反應爐,氫的同位素在當中加熱到極高溫度,形成電漿。南韓核融合能源研究所(KFE)近期宣佈,他們的核融合研究裝置KSTAR,在去年12月至今年2月的測試中,成功維持攝氏1億度的電漿達48秒,打破2021年創下的30秒紀錄,還在H模式下維持102秒。

KFE科學家表示,這次能延長時間的關鍵,是改良了實驗流程,包括將偏濾器(排出核融合反應產生的熱量和雜質)的材料從碳改爲鎢金屬。鎢製成的偏濾器在承受同樣熱負荷下,表面溫度僅增加25%。

這羣團隊早在2018年就首次實現將電漿達到攝氏1億度的里程碑,而他們的最終目標,是到2026年能讓電漿在超過1億度的狀態下維持300秒,認爲這是「關鍵階段」,達成的話將有辦法擴大核融合運作規模。

維持高溫高密度的電漿,就能進行更長時間的核融合反應。KSTAR研究中心主任尹時佑(Si-Woo Yoon,音譯)表示,高溫電漿本質上不穩定,因此維持在超高溫狀態並不容易。這也是該紀錄之所以重要的原因。

這些南韓科學家取得的成果,將有助於位於法國南部的國際熱核實驗反應器(ITER)的開發,後者是世上最大的托克馬克裝置,旨在證明核融合的可行性。

不過,目前人類距離核融合商用化依然遙遠,科學家仍在努力解決棘手的工程和科學難題。曼徹斯特大學核融合研究員卡恩(Aneeqa Khan)表示,「核融合還沒準備就緒,因此目前無法幫助我們應對氣候危機」。 但她補充說,如果進展持續,核融合「有潛力在本世紀下半葉成爲綠色能源的一部分」。