韓核融合突破創世界紀錄,人工太陽 1 億度維持 20 秒

作者 | 發布日期 2020 年 12 月 28 日 14:13 | 分類 核能 , 能源科技 Telegram share ! follow us in feedly


在地球上打造一顆能量媲美恆星的電廠,這是各國科學家競相追逐的能源里程碑。最近被稱為「韓國太陽」的南韓核融合反應爐 KSTAR 邁出一大步,離子電漿溫度已經成功加熱到一億度,並維持 20 秒,創下世界首例。

上月 24 日,韓國核融合研究所(KEF)的超導托卡馬克核融合 KSTAR ,在與首爾國立大學(SNU)、美國哥倫比亞大學聯合研究下,成功將離子電漿溫度加熱到一億度,比太陽中心溫度高七倍,並維持達 20 秒,創下新里程碑。

以過去經歷來看,2018 年僅能維持 1.5 秒、2019 年則是延長 2 倍以上達到 8 秒,更在今年維持 20 秒,雖然離最後目標 300 秒還要一段時間,但這已經寫下世界紀錄 。目前世界上有多國正在研究核融合技術,但至今都還沒有團隊將電漿溫度維持 10 秒以上,這也是正常導電裝置的極限,難以在如此高溫下長時間維持穩定狀態。

而南韓在 2020 年的實驗中,改善去年研發的內部傳輸障壁(Internal Transport Barrier,ITB)模式性能,並成功延電漿穩定狀態,克服了現有挑戰。其中內部傳輸障壁是指離子或電流傳輸放射狀地局部縮減,目前主要是透過外部裝置來修改電流型態,盼改善電漿限制和穩定性,並驅動額外的自舉式電流。

雖然沒有明說方法,但目前 KSTAR 聲稱已 ITB 缺點,成功提高電漿穩定性。KSTAR 研究中心主任 Si-Woo Yoon 表示,實現核融合發電的其中一項關鍵為長時間將電漿維持在 1 億度,目前 KSTAR 已成功延長到 20 秒,在這場核融合競賽中,更是一個重要的轉折點。

哥倫比亞大學 Young-Seok Park 博士表示,透過有效地加熱核心電漿,將離子溫度達到 1 億度如此長的時間,也證明了 KSTAR 裝置的獨特性,成為將來高性能、穩定融合電漿的技術基礎。

(首圖來源:Michel Maccagnan, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons)