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    撰文:陈营华     2010年9月


  1. 核聚变被喻为恒星的能量泉源。太阳透过核聚变所产生的能量,提供地球所需的热能以达至合适的温度来孕育生命。

    近年面对全球暖化问题,科学家正努力开拓新的能源技术以减少使用化石燃料。核聚变是一理想选择,因它提供洁净的能源,不排放二氧化碳及不产生长寿命的核废 料,当中所使用的燃料为氘(Deuterium, D)及锂(Lithium, Li),氘为氢的同位素。水含大量的氘,而地球蕴藏不少含锂的物质。简单来说,核聚变包含以下过程:
     
程式

  1. 要D-T核聚变燃料进行程式(1)的合并过程,需提供非常高的温度(摄氏1千5百万度以上),而高温的环境使D-T核聚变燃料处于等离子状态,充满着高速 的离子和电子。要避免D-T等离子的流动出现不稳定情况,其中一种方法是利用极强的磁场来控制其流动变化。

    早于1946年,科学家已开始研发核聚变技术,特别是采用磁力来控制等离子流动的方法。上世纪70年代末,欧洲开展「联合环形加速器」(Joint European Torus,简称JET)计划,在英国建造了相关的核聚变反应堆(图1),并于90年代成功地产生约16兆瓦的能量,维持数秒。
     
1
图1    「欧洲联合环形加速器」的内部结构
(图片来源:EFDA-JET)。

  1. 2007年,一个更大规模的「国际热核实验反应堆」计划(International Thermonuclear Experimental Reactor,简称 ITER)正式展开,目标是在21世纪内透过核聚变科技产生高达500兆瓦的能量,维持约8分钟。现时已在法国 南部城市Cadarache建造相关的核聚 变反应堆。期望这计划能使核聚变技术得到进一步的突破,以舒缓未来人类所面对的能源危机。
     
  1. 参考:
     
  2. "Fusion: the energy of the Universe", by Gary M.McCracken and Peter Stott, Complementary Science Series, Elsevier Academic Press, 2005.
  3. "Nuclear Energy: An introduction to the Concepts, Systems, and Applications of Nuclear Processes", by Raymond L. Murray, 6th edition, Elsevier Academic Press, 2009.
  4. "Fusion for energy" website
  5. "JET" (Joint European Torus) website


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最近修订日期: <2014年4月1日>