美國核融合實驗出現新突破

Joe：「這是美國能源發展的關鍵突破之一，雖然距離商業化還有一段路要走，但是科技研發本來就不是一步完善的，如果未來我們看到了美國成功研發核融合取代石化燃料發電，那不是奇蹟，而是美國透過長年的資本和時間不段的嘗試失敗研發所得來的，油頁岩的發展技術也一樣，許多人看到的是美國科技的成功，但忽略了成功背後的高風險時間和資本投資。」

美國研究人員成功在實驗室進行核融合實驗，這是人類史上首次實現「受控制的核融合反應」，此外產生的能量大於點燃反應所需輸入的能量，是科學界重要的里程碑，因為如果科學家能駕馭核融合，將能取得安全、乾淨而且幾乎用之不竭的能源。

核融合是將兩個較輕的原子核結合，形成一個較重的原子核和一個很輕的原子核（或粒子）的一種核反應形式，在反應的過程中，由於部分質量損失，會釋放出巨大的能量。但要讓兩個帶有正電的原子核，要克服排斥力而彼此撞擊融合，是很困難的事情，必須要外加許多能量，還要確保裝置燃料的容器不被千萬度的高溫所熔化。

目前主流的方法有兩種，一個是用甜甜圈型的電磁場，將帶正電的原子核（電子因為高熱已經被扯離原子核，形成電漿）封閉在反應爐環狀部份的中心，並且發生反應；另一個則是用高能鐳射點燃燃料球，利用燃球爆炸時瞬間產生的震波，促進燃料球內核融合的發生。美國加州的「國家點燃設施」（National Ignition Facility, NIF）實驗團隊採用的技術正是第二種，經過這兩三年來逐步的調整，終於達成了 192 條鐳射從四面八方同步發射，總輸出500兆瓦的目標。這個瞬間功率是美國全國任一時候的用電的 1000 倍以上，而鐳射輸出的總能量 1.85MJ 也是其他鐳射系統的百倍以上。

現在有了達到需求的鐳射，下一步就是真正的「點火」了。核融合其實本身並不困難，難的是讓輸出的能量大於輸入的能量，使核融合能自行繼續下去，NIF的初次點火對於核融合的未來有著舉足輕重的地位，NIF的成敗將是後續發展無比重要的關鍵。

為了克服這些問題，NIF實驗團隊，使用 192 道全球最強大的雷射光束，聚焦在一個被稱為「環空器」（hohlraum）的容器中，容器中有一顆很小、溫度很低的氫同位素固體小球，當雷射光打在環空器的壁上，將激發出X射線，X射線會剝去氫燃料球上的外殼，並將溫度加熱到數千萬度，最後當壓力與熱量都足夠高且均勻，核融合反應就會發生。

NIF所使用的雷射系統設備，總共耗時13年、耗資近40億美元打造，建造過程經歷許多次失敗導致實驗延期，而核融合所產生的能量也比之前以數學模型預測的少。但如今實驗成功一掃過往的陰霾，也為建造革命性的新型發電廠帶來希望。
http://technews.tw/2013/10/08/nuclear-fusion-milestone-passed-at-us-lab/
http://chinese.engadget.com/tag/National+Ignition+Facility/