美國核融合研究重大突破：取之不盡零碳排終極能源，但蓋發電廠還得再等等

美國宣布核融合研究取得重大突破，達成能量淨增益

（中央社）美國能源部昨（13）日宣布，美國科學家已經在核融合研究方面取得締造歷史的「重大科學突破」，首度在核融合反應達成產出的能量遠高於引發反應所使用能量，將有助發展潔淨能源。

美國《有線電視新聞網》（CNN）報導，數十年來人類不斷嘗試要透過核融合方式取得用之不竭的乾淨能源，能夠達成「能量淨增益」（net energy gain），即產出的能量高於引發反應所使用的能量，是項重大的里程碑。

勞倫斯利佛摩國家實驗室（Lawrence Livermore National Laboratory, LLNL）的科學家最近在一次核融合反應中，產出約3.15百萬焦耳（MJ）的能量，約是雷射所用能量2.05百萬焦耳的150％。這是首度在實驗中達成重大的能量淨增益。

美國能源部長葛蘭何（Jennifer Granholm）與實驗室研究人員一起出席記者會，宣布這項突破性進展。她發布聲明說：「國家點火設施（National Ignition Facility）的研究人員和員工奉獻他們的生涯，希望見到核融合點火成為事實，這是項劃時代的成果，而這項里程碑無疑將促成更多的發現。」

官員表示，這項成就將有助國防和未來發展淨潔電力的進展。

美國能源部長葛蘭何：

科學家數十年來一直在發展核融合技術，支持者說，核融合是一種乾淨、充裕且安全的能源來源，最終可能打破人類依賴化石燃料、助長全球氣候危機的局面。

倫敦帝國學院（Imperial College London）物理學家傑頓登（Jeremy Chittenden）表示，這是「令人極度興奮、真正的突破時刻」、「證明追求已久的目標、核融合的『聖杯』確實可能實現」。

當前全球核電廠是運用核分裂來產出能量；核融合則是結合兩個較輕的氫原子同位素（氘、氚），來形成較重的氦原子，過程中會釋出大量能量。而這就是太陽等恆星內部的反應。

在地球上，核融合反應則可透過在專門設備內把氫加熱至極高溫度來引發。勞倫斯利佛摩國家實驗室就是在巨大的「國家點火設施」中，把192束超高能量雷射光束全部導引至一個頂針大小、內含氫同位素的小圓柱容器。

如同核分裂，核融合操作過程不會產生碳，又比核分裂多出更多優勢，例如沒有核災風險，而且產生的輻射廢料少得多。然而核融合要達到產業規模，還有很長遠的路要走。

傑頓登提醒：「要用核融合來發電，我們必須進一步提高能量增益。我們也得找到可以更頻繁、更便宜重現相同效果的方法，之後才能切合實際地把它變成發電廠。」

法國原子能委員會（French Atomic Energy Commission）專案經理李法佛（Erik Lefebvre）告訴《法新社》，要走到那一步，可能還要再等20或30年。

看懂終極能源核融合，取之不盡零碳排能量大廢料少

（中央社）美國能源部於13日宣布目前研究中的核融合技術取得重大突破。核融合的原理因近似太陽，長久以來被人們視為具備潔淨、用不盡等特質的終極能源。

《華爾街日報》報導，美國於美東時間13日上午10時（台北時間13日晚間11時）在華府的能源部本部宣布核融合技術進展。

負責研究的是勞倫斯利佛摩國家實驗室；實驗室發言人拒絕透露細節，稱實驗數據尚在分析。

• 原理等同太陽發光熱，美宣布技術突破

《金融時報》11日披露，勞倫斯利佛摩國家實驗室的科學家已從實驗性核融合反應中達成「淨能量增益」。

實驗室的「國家點火設施」使用近200具雷射將氫原子加熱到超過攝氏1億度的高溫及超過地球大氣層1000億倍的壓力。在此極端條件下產生一種稱為等離子（或稱電漿）的狀態，在這種狀態下氫原子會融合進而釋放出巨大能量，這與太陽發光發熱的原理相同。

核融合因可望成為比化石燃料或現有核能所使用核分裂技術更潔淨、取之不盡的能源，早引起全球投資者和數十家公司的極大興趣。

Photo Credit: 勞倫斯利佛摩國家實驗室（Lawrence Livermore National Laboratory，LLNL）網頁

• 能量更大且無汙染，遠勝現有核能技術

各國現有的核電廠均是透過核分裂產生能量，全球約10％電力來自核電，雖幾無碳排，但所生廢棄物的放射性恐千年都不會消失。反觀核融合既不產生會長久存在的廢棄物，也不會有化石燃料燃燒產生的二氧化碳和其他溫室氣體，且可用氫等常見元素透過原子融合，產生近乎無限的能量。

核融合產業協會（Fusion Industry Association）追蹤的投資情況顯示，近年已有超過50億美元資金注入各家民間的核融合相關企業。各家企業都在研究不同的核融合反應爐設計，大部分仍仰賴等離子狀態的核融合。

但核融合距離商業使用仍有很長一段路，最大障礙之一是至今仍無法實現所謂淨能量增益（net energy gain），即核融合輸出能量要大過用於加熱原子的雷射光束輸入能量。這也使美國這次的突破更加難得。

科普相關網站指出，核能發電的核分裂運用鈾元素分裂時的熱能製造能源，而核融合運用元素加總的力量，運用上億度高溫讓氫或重氫（氘、氚）等元素的原子核變成電漿狀態，使相斥的原子核互相依附在一起，相關技術也是核融合發電最難克服的技術之一，畢竟這等同於做出一顆太陽。

• 各國競研，首座核融合電廠最快十餘年後現身

包括美國、中國、歐盟、日本、南韓、巴西等國都致力研發核融合技術。《哥倫比亞廣播公司新聞網》（CBS News）指出，目前全球最大的核融合研究計畫是由35國政府集資約220億美元的「國際熱核實驗反應爐」（International Thermonuclear Experimental Reactor，ITER），也在攻關與美國同樣的課題。

白宮表示，目前全球30多家民間核融合企業有2/3在美國，大部分都成立於過去10年間，「藉由與這些民企的合作，我們有機會讓他們留在美國發展，進而鞏固美國在核融合技術的領先地位」。

中國核融合實驗的「人造太陽」項目今年也有所進展，據《環球時報》10月的報導，中核集團核工業西南物理研究院科研團隊在10月19日成功讓HL-2M等離子體電流突破100萬安培（1兆安），距離核融合點火更進一步。

《華盛頓郵報》報導，目前核融合領域的專家認為時間倒還次要，最主要癥結在於各國政府與民間財力能否加大資助研發力道，如果條件允許，第一座核融合發電的原型廠有可能在2030年代出現，屆時距離實現商用就為時不遠。

美宣布核融合技術突破，專家：蓋發電廠得再等等

（中央社）美國能源部昨天宣布其研究人員已經在核融合研究方面取得「重大科學突破」，這項技術被認為可能為電力來源帶來變革。但專家認為，運用核融合來發電可能得再等20、30年。

美國能源部長葛蘭何美東時間13日上午10時（台北時間13日晚間11時）在華府的能源部宣布核融合技術進展。

科學家數十年來一直在發展核融合技術，支持者說，核融合是一種乾淨、充裕且安全的能源來源，最終可能打破人類依賴化石燃料、助長全球氣候危機的局面。

能源部拒絕提早提供任何具體細節，但英國《金融時報》（Financial Times）上週末的報導已讓科學界議論紛紛。

根據《金融時報》，加州勞倫斯利佛摩國家實驗室首度從核融合反應中達成「能量淨增益」，意謂產出的能量高於引發反應所使用的能量。

倫敦帝國學院（Imperial College London）物理學家傑頓登（Jeremy Chittenden）表示，這項成就若經證實，將是「令人極度興奮、真正的突破時刻」、「證明追求已久的目標、核融合的『聖杯』確實可能實現」。

當前全球核電廠是運用核分裂來產出能量；核融合則是結合兩個較輕的氫原子同位素（氘、氚），來形成較重的氦原子，過程中會釋出大量能量。而這就是太陽等恆星內部的反應。

Photo Credit: 中央社

在地球上，核融合反應則可透過在專門設備內把氫加熱至極高溫度來引發。勞倫斯利佛摩國家實驗室就是在巨大的「國家點火設施」中，把192束超高能量雷射光束全部導引至一個頂針大小、內含氫同位素的小圓柱容器。

根據《金融時報》，勞倫斯利佛摩國家實驗室的科學家最近在一次核融合反應中，產出約2.5百萬焦耳（MJ）的能量，約是雷射所用能量2.1百萬焦耳的120％。

如同核分裂，核融合操作過程不會產生碳，又比核分裂多出更多優勢，例如沒有核災風險，而且產生的輻射廢料少得多。然而核融合要達到產業規模，還有很長遠的路要走。

傑頓登提醒：「要用核融合來發電，我們必須進一步提高能量增益。我們也得找到可以更頻繁、更便宜重現相同效果的方法，之後才能切合實際地把它變成發電廠。」

法國原子能委員會（French Atomic Energy Commission）專案經理李法佛（Erik Lefebvre）告訴《法新社》，要走到那一步，可能還要再等20或30年。

新聞來源

• 終極能源核融合一篇看懂 取之不盡零碳排能量大廢料少（中央社）
• 美將宣布核融合技術突破 專家：蓋發電廠得再等等（中央社）
• 美國核融合研究獲重大突破 有助追求潔淨能源目標[影]（中央社）

延伸閱讀

• 《全球科技大歷史》：人類離「可控的核融合」還有多遠的距離？
• 《超簡單物理課》：核分裂、核融合與核能發電的原理
• 科學家成功訓練人工智慧，在核融合實驗中控制比太陽核心還熱的電漿

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責任編輯：朱家儀
核稿編輯：翁世航