韓核融合再獲進展,人造太陽 1 億度高溫維持 30 秒

作者 | 發布日期 2021 年 11 月 25 日 12:04 | 分類 核能 , 能源科技 Telegram share ! follow us in feedly


南韓國家核融合研究所(KFE)再報喜,所研發的托卡馬克核融合裝置 KSTAR 成功讓攝氏 1 億度高溫電漿維持 30 秒,而南韓最終目標是將電漿維持 300 秒,希望可以在 2026 年達成目標。

核融合就是會出現在科幻電影中,距離現實還很遙遠的理想零碳排乾淨能源,在高溫與高壓下將氫原子等較輕原子經過融合反應成為較重的原子核,釋放出大量能量。

目前許多國家都希望能在地球上打造一座能量媲美太陽的核電廠,透過核融合技術達成能源里程碑,其中又以由美國、歐洲、中國、印度、日本、俄羅斯、南韓等 35 國共同出資打造的國際熱核融合實驗反應爐(ITER)最為知名。

但目前科學家仍難以重現核融合反應,好比太陽核心溫度達攝氏 1,500 萬度,每秒會發生 6.2 億噸氫的核融合,如果要在地球打造核融合電廠,電漿溫度得達到 1 億度,使原子核和電子分開產生電漿。

KSTAR 位於南韓大田研究基地,由 KFE 與首爾大學、美國哥倫比亞大學合作研發,同時也是國際熱核融合實驗反應爐(ITER)研究的一部分。KSTAR 於 2007 年落成,2008 年投入運行並成功產生初始電漿體,2016 年將電漿加熱至攝氏 5,000 萬攝氏度並維持 70 秒,雖然記錄在 2017 年被中國全超導托卡馬克核融合實驗裝置(EAST)的 102 秒超越,但 KSTAR 在 2018 年成功將離子電漿溫度提升到 1 億度。

儘管只維持短短 1.5 秒,不過隨後 2019 年延長到 8 秒、2020 年成功維持 20 秒,創下了世界紀錄。研究所指出,透過提高設備的加熱性能和最佳化磁場條件,團隊得以進一步加強電將控制技術,拚 2026 年(已延遲一年)也將藉由升級電源、以及防止內壁溫度過高的鎢分流器,將電漿維持時間延長到 300 秒。

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

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