英國民營核融合技術突破,ST40 反應爐溫度達攝氏 1 億度

作者 | 發布日期 2022 年 03 月 24 日 14:00 | 分類 核能 , 能源科技 Telegram share ! follow us in feedly


英國民營核融合公司 Tokamak Energy 抵達新里程碑,球形托卡馬克 ST-40 反應爐溫度成功突破攝氏 1 億度,跨越商用核融合門檻之一。

核融合技術主要是高溫高壓下,將氫原子融合成更重的原子,捕捉過程產生的龐大能量,原理相對簡單、但實務非常困難,可說是遙不可及的夢想,75 年來許多核能科學家都希望加速核融合研究進展,盼能帶給社會近乎無限、乾淨龐大的能源,最終改變能源市場。

不少國營反應爐其實已達攝氏 1 億度以上高溫,但若以投資金額來說,Tokamak Energy ST-40 成本只有 5,000 萬英鎊,雖然說目前還不知道 ST-40 可維持 1 億度多久,可是能用更低成本抵達類似里程碑,著實是了不起的成就。

其中 ST-40 反應爐有別於傳統外型像是一大塊甜甜圈的托卡馬克與像髮圈的仿星器,Tokamak Energy 則採用更緊湊(compact)的球狀設計,宣稱其電漿壓力比傳統托卡馬克設備更高,且可用高溫超導磁體控制電漿,再轉換成可用的能量。

ST40 主要使用由稀土鋇銅氧化物( rare-earth Barium Copper Oxide,REBCO)製成的高溫超導(HTS )磁體,形成厚度小於 0.1mm 窄帶。這些高溫磁鐵的工作溫度介於攝氏 -250 至 -200 度,跟液態氮溫度差不多,因此省下不少冷卻成本。

只是球形反應爐設計雖然更小型簡易,電漿在核融合反應過程更穩定,但與傳統托卡馬克相比,反應爐的總壓力較小,且中央支柱容易受到電漿衰變的影響、需要定期更換。Tokamak Energy 目前也正在開發更先進的反應爐 ST-HTS,預計可以在幾年內投入使用,希望成為 2030 年代第一座商業電廠的基石。

Tokamak Energy 執行長 Chris Kelsall 表示,我們對這項突破感到自豪,邁向全新安全的無碳能源。團隊的 HTS 磁體與球形托卡馬克搭配,是實現乾淨和低成本商業核融合能源的最佳途徑。

(首圖來源:Tokamak Energy