能量輸出＞輸入 美核融合大突破

◆ 能量輸出＞輸入 美核融合大突破
http://udn.com/NEWS/WORLD/WOR6/8484814.shtml

【聯合報╱編譯陳韻涵／報導】2014.02.14

美國研究人員在核融合研究達成重大突破，首次讓氫原子發生核融合時，釋放出比促發其融合更大的能量。

科學家數十年來致力發展核融合技術，希望未來能研製出用之不竭的乾淨能源，但過去發展始終受限於核融合反應產生能量不及過程中所需的龐大能量。

美國加州「勞倫斯利佛摩國家實驗室」研究團隊在十三日出刊的「自然」期刊發表核融合研究成果。研究人員將一百九十二道雷射光束，射向寬度不到一根頭髮的一個點，所產生的能量足以將一個裝填燃料的小膠囊，壓縮成原來尺寸的卅五分之一，膠囊中的氫原子同位素在高溫高壓下成功發生核融合，形成氦原子，並釋放出能量。

研究人員去年九月與十一月分別進行兩次實驗，發現核融合反應過程持續不到十億分之一秒，即能產生一萬七千焦耳，相當於兩顆ＡＡ電池的能量。研究團隊說，雖然這樣的能量「不大」，但已多於氫原子在反應過程中吸收的九千至一萬兩千焦耳。

上述的實驗結果比過去研究結果還要好上十倍。研究主筆賀里肯說，「這比先前任何人（的實驗結果）都還接近」產生可用的核融合能量。

不過，這項研究成果仍未達「點燃」（ignition）標準，因為促發核融合雷射的強大能量，只有百分之一被氫原子燃料吸收。研究人員在去年十一月的實驗中，利用雷射輸入一百九十萬焦耳的能量，氫原子燃料棒在反應過程中吸收九千至一萬兩千焦耳。共同研究者黛比‧卡拉漢說：「目前只有百分之一甚至更少的雷射能量轉換成能源，進步空間還很大。」

太陽與其他恆星都以核融合釋放能量，這種方式可產生強大能源且幾乎沒有放射性廢棄物，被認為是最理想的潔淨能源。

但要達成核融合，必須在極度高溫高壓的環境，成為這項技術最大挑戰。

※ 相關報導：

＊ Fusion energy: NIF experiments show initial gain in fusion fuel
http://phys.org/news/2014-02-nif-gain-fusion-fuel.html

Ignition – the process of releasing fusion energy equal to or greater than the amount of energy used to confine the fuel – has long been considered the "holy grail" of inertial confinement fusion science. A key step along the path to ignition is to have "fuel gains" greater than unity, where the energy generated through fusion reactions exceeds the amount of energy deposited into the fusion fuel.

＊ Fuel gain exceeding unity in an inertially confined fusion implosion
http://dx.doi.org/10.1038/nature13008

O. A. Hurricane, D. A. Callahan, D. T. Casey,
P. M. Celliers, C. Cerjan, E. L. Dewald, T. R. Dittrich,
T. Döppner, D. E. Hinkel, L. F. Berzak Hopkins,
J. L. Kline, S. Le Pape, T. Ma, A. G. MacPhee,
J. L. Milovich, A. Pak, H.-S. Park, P. K. Patel,
B. A. Remington, J. D. Salmonson, P. T. Springer,
R. Tommasini.
Nature (2014)
doi: 10.1038/nature13008

※ 相關報導：
＊ 全台第一輛 太陽能車掛牌
＊ 核融合＋核分裂→供獻給無碳能源的未來
＊ NIF 的核融合突破？唔，話不能這樣說...