【新聞背後】「人造太陽」核聚變成解決能源及氣候問題最理想方案

撰文:歐敬洛
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有「人造太陽」之稱、世界最大的核聚變裝置國際熱核聚變實驗堆(ITER)7月28日於法國開始組裝。新裝置將用作實驗和研究核聚變實用化的可行性,若成功將能實現以少量清潔燃料產生大量能源,成為人類解決能源及氣候問題的理想方案。

圖為7月28日,位於法國的國際熱核聚變實驗堆(ITER)。ITER在28日起正式開始組裝,未來將試驗和驗證核聚變商用發電的可能。(Getty)

英國《衛報》7月28日報道,項目參與國的代表當日參與了「人造太陽」ITER的安裝啟動儀式。該項目由歐盟、中國、美國、俄羅斯、英國、印度、日本和韓國聯合建設,共耗資200億歐元。

所謂核聚變,是核反應的一種。不過與核裂變由較重的原子分裂成較輕原子不同,核聚變是由輕變重的融合過程。兩者同樣可在過程中釋放能量,因此同被視為能量來源之一。

為何被稱為「人造太陽」?

在自然界中核聚變的最好例子是太陽,太陽以具大質量把氫不停壓縮,讓氫原子碰撞在一起。因原子核帶正電,氫原子在壓縮同時互相排斥,當壓力達到一個程度,排出的能量便會大過壓縮所需的能量,而這就是太陽的能量泉源,也是ITER「人造太陽」之意。

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核聚變的作用早在人類研究核裂變的時候發現,人類最早實現核聚變的應用是氫彈,透過同時發生核裂變和核聚變,產生具大爆炸威力。

不過要讓核聚變成為能量來源,就必須加以控制。今天ITER的建造,最終目的之一就是尋找核聚變商用發電的可行性。

與使用核裂變技術的傳統核電廠不同,核聚變需要的是氘或氦-3(氫與氦的同位素),海水有大量的氘,而月球表面有大量的氦-3,原料來源較鈾豐富得多。

核聚變會較傳統核電安全

核聚變不產生廢氣,而所產生的核廢料半衰期較傳統核能短非常多,大大減少處理核廢料的難度和成本。同時核聚變的限制使發電廠即使出現意外,也不會出現如傳統核電廠般的災難事故。

核聚變要求合適的溫度及壓力下才能進行,一旦進行核聚變的環境改變(如容器受損),核聚變會自行停止。與核裂變中原料一旦開始裂變,不阻止便會無限量繼續下去直到原料消耗殆盡不同,核聚變在發電理論上會安全很多,使核聚變發電可以成為解決能源及氣候問題的最理想方案。