http://www.physorg.com/news183879299.html
January 28, 2010
美國 NNSA 週三表示，美國科學家以空前的能量等級產生一道雷射發射，那可能是邁向核融合（nuclear fusion）關鍵的一步。NNSA 今日宣佈，位於 LLNL 的 National Ignition Facility（NIF）在幾十億分之一秒內已成功將歷史性等級的雷射能量 -- 超過 1 百萬焦耳（megajoule）-- 傳送到一目標物，並證明該目標驅動那些達成核融合點燃所需要的狀態。這大約是世上其他雷射小組所傳過能量的 30 倍。
在幾十億分之一秒內所傳送的雷射光峰值功率，大約是美國在任何時候所用功率的 500 倍。
NNSA 署長 Thomas D'Agostino 表示 "突破百萬焦耳障礙讓我們在 National Ignition Facility 更靠近核融合點燃一步，並證明全人類的良機因我們時代中最大的科學與工程挑戰之一而成為可能。"
"NIF 在我們的儲備管理計畫（stockpile stewardship program）中是一項維持可靠、安全且在沒有地下核試的情況下，有效遏止核子（核武）的關鍵要素。這個里程碑為我國對於核安的投資如何在其他領域上，從促進能源科技到更了解宇宙，產生利益的一個例子。"
為了要證明核融合（此能源提供動力給太陽與眾恆星），NIF 將 192 道強大雷射光束的能量聚焦到鉛筆橡皮擦般大小的圓柱體上，那包含一個微小、裝滿氘與氚（氫的二種同位素）的球形目標物。在圓柱體內，雷射能量被轉換成 X 光，那將燃料壓縮至溫度超過華氏 2 億度、壓力超過地球大氣壓數十億倍。迅速壓縮燃料膠囊，迫使氫核融合並釋出超過雷射能量許多倍的能量，此為點燃反應所需。
這項要達成核融合點燃的實驗性計畫稱為國家點燃運動（National Ignition Campaign），由 NNSA 以及除了 LLNL 之外的夥伴： LANL、Laboratory for Laser Energetics、General Atomics、Sandia National Laboratories 還有其它眾多國家實驗室、大學所贊助。
NIF 雷射系統，世上唯一百萬焦耳雷射系統，在 2009 年六月開始將 192 道雷射光束全部朝向目標發射。為了在雷射能量竄升時，將目標圓柱體內所達成的 X 光驅動特徵化，這些最初的實驗都在較低的雷射能量與較小的目標物上進行，那將用於點燃實驗中。這些目標物用的是裝滿氣體的膠囊，其作用如同核融合燃料膠囊的替代品。核融合燃料膠囊將用於 2010 年的點燃運動中。1 MJ 的發射代表這些實驗的高潮 -- 首度使用「點燃等級」的目標物。
這些早期測試已證明 NIF 的雷射光束能有效傳送到目標，且能在目標圓柱體內創造出足夠的 X 光能量以驅動燃料內爆（implosion）。這些以代用膠囊達成的內爆也顯現出擁有良好的對稱性，那可透過種種技術調整。下一步要進展到類點燃燃料膠囊（ignition-like fuel capsules），那要求燃料位於燃料膠囊內部的一層冷凍氫層中（在華氏零下 425 度）。NIF 目前正準備要將在 2010 年夏季開始以類點燃燃料膠囊進行實驗。
"這項成就是一重要里程碑，那同時證明 NIF 點燃雷射系統的功率與可靠度、目標以及開始點燃實驗所需之科學診斷技術整合的精確度，" NIF 主任 Ed Moses 表示。"NIF 證明，它能穩固地傳送今年稍後進行點燃實驗所需要的能量。"
NIF，世上最大雷射設施，也是第一個被預期會在實驗設置中達成核融合點燃與獲得能源的設施。
※ 相關報導：
＊ National Ignition Facility & Photon Science - The Power of Light
https://lasers.llnl.gov/
＊ INL develops safer, more efficient nuclear fuel for next-gen reactors
http://www.physorg.com/news178821091.html
＊ 親愛的，我把托克馬克（tokamak）給炸了
＊ 核融合＋核分裂→供獻給無碳能源的未來
＊ K-State 阿秒雷射研究建立在愛因斯坦的研究上
＊ 在強磁下超冷電子的奇特對稱（E8）
＊ 台灣最重要的再生能源 佛里曼：挖腦力
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《科學》：ITER項目出現經費危機
科學時報／王丹紅 2010-05-25
國際熱核聚變實驗反應堆（ITER）是目前世界上規模最大、影響最深遠的國際科研合作項目之一，項目的建設正在法國南部城市卡達拉舍進行。過去兩年中，ITER的官員們一直抱怨建設成本的大幅增加。如今，據最新出版的美國《科學》雜誌報導，情形變得更為嚴峻，歐盟委員會在5月中旬發佈的一份備忘錄中宣佈：歐洲用於建造ITER的費用將增加到72億歐元，是最初估計成本的2.7倍。關鍵問題是，到2013 年，歐盟用於資助核聚變研究的經費將出現14億歐元的短缺。
ITER的目標是在一個被稱為托卡馬克的巨大而複雜的反應堆中，試驗氫核聚變所產生的巨大能量，它始於蘇聯、美國、歐盟（通過歐洲原子能共同體）和日本在1985年的合作，之後中國、韓國和印度先後加入；2006年5月，項目7方代表草簽了合作協議，標誌著該項目開始啟動，歐盟承擔45%的費用，其餘6方分別承擔9%，超出部分用於支付建設過程中由於物價等因素造成的超支。
2007年10月24日，ITER合作協定正式開始實施，ITER國際組織也於當天成立。ITER項目預期持續30年：10年用於建設，20年用於運行，最初估計總花費為100億歐元。
然而，當ITER的7方成員在2006年簽署項目協議時，他們對項目預算的估計建立在2001年接受的設計方案基礎上。不久後，當ITER組織的官員們在法國的卡達拉舍市開始建造工程時，他們才發現這個預算估計遠遠低於實際情況。
根據ITER特別的預算安排，每個合作方必須參與建造反應堆的部件並將之運送到目的地。然而所有成員在仔細查看他們當初同意簽署的協議的細節時卻相當震驚。比如，美國最初估計要承擔10億美元的費用，如今要支付的賬單卻高達22億美元。
針對歐盟最新公佈的ITER財政情況，歐洲資深聚變研究人員對《科學》雜誌表示，歐盟的這一做法讓他們相當吃驚，因為除了向歐盟成員國要錢以外，歐盟並沒有提出任何解決當前問題的建議。考慮到目前歐洲出現大範圍的經濟混亂，ITER的經濟危機必須在今年6月中旬召開的ITER委員會會議之前得到解決，因為ITER的其他成員將在這次會議上通過該項目的最後設計、成本和進度方案，會議還有望批准日本科學家本島修出任ITER總幹事。本島修現任日本國家核聚變科學研究所所長。ITER目前的總幹事也是來自日本的科學家池田要，他於2007年正式擔任ITER總幹事，任期原為5年，現在任期過半。
對承擔大部分費用的歐盟而言，膨脹的成本帶來了嚴重問題。在最新備忘錄的一份伴隨文件中，委員會譴責了導致成本增加的諸多因素，包括反應堆設計的更新、成立物資供應機構所產生的成本、7個成員方所帶來的組織協調的複雜性，以及質量控制帶來的額外成本。當成本增加的情況日益明顯時，歐盟委員會延長了ITER的建設日期，並呼籲調查成本估計和管理結構。歐盟的姿態讓其他成員方感到灰心。日本文部省國際核能和聚變能事務部主任Yoshiyuki Chihara表示：「即使預算形勢嚴峻，每個成員方根據這個國際協議竭力履行自己的義務也很重要。」
歐盟委員會的最新備忘錄也清楚地顯示出自身財政的處境。歐盟支持ITER的多年預算案將於2013年結束。在2012年至2013年期間，委員會只有7億歐元經費在手，但在這段時間，委員會實際上需要21億歐元用於ITER早期建設的物資供應。歐盟官員提出了兩種填補這14億歐元空缺的方案。第一個方案是向歐洲投資銀行貸款，該銀行會向歐洲境內的發展項目和大型研發項目貸款，但歐盟在備忘錄中拒絕了這一方案，理由是沒有明確的收入來源以償還債務；第二個方案是將其他領域的預算轉入ITER項目，但也被拒絕了，理由是目前各個領域的預算都非常緊張。
總之，歐盟委員會表示：「一個可持續的解決方案是需要各成員方對這個項目總體有一個清楚的財政承諾，並承擔超過框架之外的成本。」部分不願透露姓名的科學家對《科學》雜誌表示，歐盟委員會將事情弄得一團糟，現在又要求歐盟成員國將它從困境中解脫出來；歐洲如今承擔巨大責任，因為它冒險出來領導這個項目……如今責任在身，它必須尋找出路。他們認為，如果歐盟不做好應該做的每件事以獲得其他成員方的信任，那麼它將失去這種信任。
※ 相關報導：
＊ 癮科學：核融合
http://chinese.engadget.com/2009/04/10/on-fusion-power/
剛開始興建的 ITER 實驗反應爐預計 2018 年完工，綜合了以往各反應爐的經驗，預計將首度達成輸出大於輸入的目標，並且維特點火時間至少 400 秒。最終 ITER 或許可以達成輸出能量為輸入能量的 5~10 倍，並點火 1000 秒，但即使如此，仍不足以商業運轉 -- 要等到再下一代的 DEMO，達成輸出為輸入能量的 25 倍以上，才有可能做為經濟的發電方式被人們利用。
另一種可行的方式，是利用鐳射來進行核融合，稱為 ICF。燃料會被做成針頭大小的小彈丸，並由四面八方發射鐳射到這個目標上。當鐳射射到燃料丸的表面時，會瞬間引爆燃料丸的外殼，爆炸產生的震波如果能均勻而且同步的從彈丸的表面傳到彈丸內部，就能壓縮最核心的燃料到能引發核融合反應的程度。核融合反應一旦發生，連鎖反應就能將燃料丸剩餘的部份燃燒一空，產生大量的能量。一直以來，用這種方式進行核融合都很失敗，因為引爆燃料丸需要多個鐳射束精確的同步點燃燃料丸，但最近在鐳射技術上的發展讓美國對鐳射核融合的興趣再度大增。即將完工的 NIF 就是第一個有會達成點火的鐳射式核融合反應爐，預計 2009 啟用，2010 年就可以知道這種方式到底有沒有前途了。下一代的系統是歐洲預計 2010 年開始興建的 HiPER，因為使用低能量的鐳射，有可能為商用運轉的 ICF 鋪路。
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