科學家達成核融合的重要里程碑

核融合首度由反應獲得比輸入更多的能量,讓實用化出現一絲曙光。

National Ignition Facility
National Ignition Facility

美國勞倫斯利佛摩國家實驗室的一個團隊,稍早於 12 月 5 日達成了核融合實驗的一個壯舉 —— 由核融合反應輸出了大於輸入的能量。這個實驗是由美國的國家點火設施(National Ignition Facility)所達成,採用 192 個高能鐳射,由四面八方均勻地撞擊中央一個僅數厘米大小的燃料圓柱,並靠著這瞬間的強大能量,將燃料圓柱中心的「氘-氚」燃料電漿化,並進行核融合,產生能量。

點火設施一共有 2.05MJ 的能量抵達燃料球,而燃料球在點火後則是產生了 3.15MJ 的能量輸出。以絕對數字來說,這僅相當於 680g TNT 所含的能量,但光是能獲得淨能量輸出,就已經是個非常了不起的成就了。國家點火設施其實在去年 8 月時,就已經將輸出比提升到了 71%,顯然這一年多來又有了長足的進展。

不過必須一提的是,2.05MJ 僅是「抵達」燃料圓柱的雷射的能量,在這之前輸入到雷射產生系統內的總能量大約是這個的十倍,只是在過程中以散射、電漿、加熱實驗艙壁等各種方式被損耗了。因此要在整個系統的層面取得淨輸出,還有不短的路要走。

但即便如此,NIF 達成核融合的淨輸出,對於長期充斥著悲觀情緒的核融合界,無疑是一劑強心針。當然,雷射壓縮點火技術是否能連續產生能量,以及能以多大的規模產生能量,目前都還是未知,因此還很難說能否擴大到發電廠等級的大小。不過同一時間歐洲一方還有完全不同技術的 ITER 核融合反應正在興建中,目前預計 2025 年首度啟用。如果 ITER 的磁約束電漿技術被證實可行的話,那就有兩條通往商用核融合的可能路線了。

在發表成果的記者會上,NIF 的專家們首度樂觀地表示核融合不再是永遠「50 年後」都實現不了的技術。在有了實證的基礎後,政府和民間單位便更有可能投入更多資金來開發實用化的核融合技術,並加速核融合的發展。或許,在有生之年看到核融合電廠商轉,還是有可能的呢!