2010年2月11日 星期四

第二個太陽! Second sun

科學家計畫在2018年建立利用氫融合的核融合反應爐. 基本的設計是利用磁場拘束帶電的粒子然後加熱這些粒子, 始其溫度到達太陽的十倍, 然後藉由核融合的反應來產生能量. 現在目前的嘗試都是要維持這樣核融合條件的能量大於輸出的能量, 科學家希望以後可以讓輸出的能量大於輸出的能量, 一但成功, 這樣的裝置就如同第二顆太陽, 可以源源不絕的提供能量. 大家拭目以待吧!

相關科學文獻

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http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E6%A0%B8%E8%81%9A%E5%8F%98
核融合,又稱核聚變,是指由質量小的原子,比方說氘和氚,在一定條件下(如超高溫和高壓),發生原子核互相聚合作用,生成中子和氦-4,並伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應形式。原子核中蘊藏巨大的能量。根據質能方程式E=mc²,原子核之靜質量變化(反應物與生成物之質量差)造成能量的釋放。如果是由重的原子核變化為輕的原子核,稱為核分裂,如原子彈爆炸;如果是由較輕的原子核變化為較重的原子核,稱為核融合,如恆星持續發光發熱的能量來源。

相比核分裂,核融合的放射性污染等環境問題少很多。如氘和氚之核融合反應,其原料可直接取自海水,來源幾乎取之不盡,因而是比較理想的能源取得方式。

目前人類已經可以實現不受控制的核融合,如氫彈的爆炸。但是要想能量可被人類有效利用,必須能夠合理的控制核融合的速度和規模,實現持續、平穩的能量輸出;而觸發核融合反應必須消耗能量,因此人工核融合的能量與觸發核融合的能量要到達一定的比例才能有經濟效應。科學家正努力研究如何控制核融合,但是現在看來還有很長的路要走。目前主要的幾種可控制核融合方式:超聲波核融合、雷射約束(慣性約束)核融合、磁約束核融合(托卡馬克)。

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http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E5%9B%BD%E9%99%85%E7%83%AD%E6%A0%B8%E8%81%9A%E5%8F%98%E5%AE%9E%E9%AA%8C%E5%8F%8D%E5%BA%94%E5%A0%86
國際熱核聚變實驗反應爐(International Thermonuclear Experimental Reactor,縮寫為ITER)是規劃建設中的一個為驗證全尺寸可控核聚變技術的可行性而設計的國際托卡馬克試驗。它建立在由TFTR、JET、JT-60和T-15等裝置所引導的研究之上,並將顯著的超越所有前者。此項目預期將持續30年:10年用於建設,20年用於操作,總花費大約100億歐元。「iter」在拉丁文中意為「道路」,因此這個實驗的縮寫「ITER」也意味著和平利用核聚變能源之路。
ITER將使用環形加速器產生溫度超過10億攝氏度的氫電漿體,它將產生大約5億瓦(500,000,000瓦特)的核聚變能量,維持大約500秒。相比較而言歐洲聯合環形加速器(Joint European Torus,JET)的紀錄不過是1600萬瓦維持了不到1秒。ITER將不會(直接)產生電力。
ITER是介於當前的電漿物理研究和未來的核聚變發電站之間的一個試驗性步驟, 它將為在2015年建設第一座可商業運行的電漿發電設備做好技術準備.

這個計劃在它30年的運轉周期里預料會耗費大約100億歐元, 因此該項目成為人類有史以來繼國際太空站之後第二昂貴的國際科學合作項目.

與 ITER 同時運行的一個項目是 國際聚變材料放射測試設施項目 (International Fusion Materials Irradiation Facility). IFMIF 用來測試未來開發核聚變電站所要用的一些材料, 這些材料適合於在極端狀況下工作. ITER 還計劃建成一座能夠發電的示範性電站: DEMO 項目 ("demo" 在英語中有 "演示" 的意思). 此後, 一座原型電站將首次進行商用發電.

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