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    圖片來源:KSTAR影片截圖

    南韓「人造太陽」核聚變反應堆 成功維持攝氏 1 億度超高溫長達 20 秒

    南韓超導托卡馬克高級研究 (KSTAR) 裝置早前創下了高溫持續等離子體的新世界紀錄,其離子溫度曾維持超過攝氏 1 億度達 20 秒。

    KSTAR 被稱為南韓的「人造太陽」,利用磁場產生和穩定超熱離子體 (plasma) ,其最終目的是實現使用核聚變動力作無限清潔能源,改變人類生活提能供源的方式。

    近半世紀以來,人類為了解決能源議題而提出「人造太陽」想法,而英國、美國以及蘇聯,也從第二次大戰時期開始設計能產生核融合反應、外型就像冬甩的大型裝置「托卡馬克 (Tokamak) 」。 2007 年,由歐盟、印度、日本、中國、俄羅斯、南韓以及美國等七個國家,攜手成立國際熱核融合實驗反應爐 (ITER) 計劃,為世上最大的跨國核融合能源實驗研究團隊。

    有關核聚變

    核聚變是將較輕的元素融合成較重,並在期間釋出能量,太陽以及宇宙其他恆星都以此方法釋放熱與光等能量,被視為生產無盡潔淨能源的方法。不過,在地球製造核聚變,必須要將氣體加熱至極端溫度,才可將該元素變成離子體。

    在此之前,人類製造的核聚變反應堆未曾維持攝氏 1 億度超高溫超過 10 秒,因此該記錄是劃時代突破。雖然距離人類完全擺脫其他能源還有一段漫長之路,但研究顯示核聚變動力仍然是有可能做到。

    南韓聚變能研究所 KSTAR 計劃總監核物理學家尹時宇(Yoon Si-Woo譯音)表示,長期運行攝氏 1 億度等離子體所需的技術正是實現核聚變能源的關鍵。

    尹又指, KSTAR 能在此超高溫下維持 20 秒運轉的成功,將是確保長期高效等離子體運行技術安全的重要轉捩點,該技術亦將是未來商業核聚變反應堆的關鍵組成部分。

    KSTAR 能有跳躍式突破,關鍵在於升級了內部運輸屏障 (Internal Transport Barrier) 模式性能。科學家尚未完全理解這些模式,但從最簡單的角度而言, ITB 有助於控制核聚變反應的局限性和穩定性。

    雖然要實現應用核聚變能源目標所需的科學工作複雜,但進展一直穩定。 KSTAR 在 2018 年首次突破了攝氏 1 億度的極限,並在去年將溫度維持了 8 秒,新的記錄則在上月 24 日作出,時間更比舊有記錄增加了一倍以上。 KSTAR 的工程師則寄望到 2025 年,該反應堆可維持攝氏 1 億度達 300 秒。

    來源:
    Science Alert, A New Therapy to Prevent People With SARS-CoV-2 From Getting Sick Just Started Trials, 29 December 2020

    文/Alan Chiu

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