中國加速發展核電 拚全球首座「核融合」反應爐

李宜杰 2018年04月18日 21:31:00

中國正加速發展核融合反應爐,圖為2013年中國改良的全超導托卡馬克核融合實驗裝置。(中新社)

全世界對能源的需求不斷提高,中國科學家正努力實驗研發「核融合」(nuclear fusion),支撐中國龐大的用電需求。《英國廣播公司》(BBC)記者麥迪文(Stephen McDonell)日前走訪安徽一處廠房,揭露了中國正野心勃勃的打造全球首座「核融合」反應爐。

 

中國的反場箍縮磁約束聚變實驗裝置「科大一環」。(中新社)

 

 

新乾淨能源的「聖杯」

 

核融合是將兩個核結合,形成一個較重的核和一個很輕的核的反應形式。目前各國可透過電池控制過程,將少量的質量轉變成巨大的能量。由於較核分裂不易形成核廢料,且安全性較高,被視為新乾淨能源的「聖杯」(holy grail)。

 

目前全球各國皆致力掌握核融合技術,包括:美國、日本、英國、巴西和歐盟等等,但為避免反應時機組遭毀滅,核融合反應後持續不久就必須立即關閉,因此各國也競相研發能夠延長反應的關鍵技術。不過,記者麥迪文卻發現中國安徽一處的核融合實驗已能掌握長達100秒,且科學家已計畫未來要將在溫度攝氏1億度的狀態下,延長10倍的時間。

 

 

 

核融合反應爐比核反裂安全

 

在安徽省合肥市西郊的「科學島」(中國科學院合肥物質科學研究院)上有一座巨型圓圈,裝在一個二層樓高的大型圓盒中,這是全超導托卡馬克核融合實驗裝置(Experimental Advanced Superconducting Tokamak ,EAST)。BBC報導,安徽的這項裝置中是將氫原子融合成氦,並產生比太陽高出數倍的熱能。

 

中科院等離子體所常務副所長宋雲濤表示,中國國家領導人習近平日前曾前來視察,了解實驗的危險性。宋雲濤向習近平表示,「核融合反應爐比核反裂來的相對安全,也能透過磁局限融合(Magnetic confinement fusion)控制。我隨時都能關掉電源,這是相當安全的,不會造成任何核災。」

 

宋雲濤指出,現行核電大多仰賴核分裂技術,除了會留下有毒廢棄物,還需要儲藏在一個安全的地方長達數千年。而核融合發電則是透過帶電氣體團(電漿)在管線內部中反應產生能量,並不會產生任何廢棄物。

 

他強調,過去50年間,已證明核融合反應的技術可行且逐漸成熟,包括透過雷射約束(慣性約束)核融合、磁約束核融合控制。但能持續承受核融合反應的時間仍遠遠過短,而且所費不貲。

 

位於中國科學島的全超導托卡馬克核融合實驗裝置。(中新社)

 

 

每天燒15萬美元 拚全球首座反應爐

 

BBC調查指出,光是開啟機器,中國政府每天就需要資助15萬美元。「但我認為這對人類來說,是一項偉大的永續性發展。」宋雲濤說。

 

宋雲濤說,安徽的團隊目前正馬不停蹄,瞄準打造全球首座產生電力且完全成熟的核融合反應爐。「各國都有很大的電力需求,而中國對於核融合電力有清晰的想法。」並表示未來將突破目前的「100秒」,打造能穩定供應電漿反應的反應爐。

 

據報導,目前全球正不斷為核融合發電尋求合作,包括:由歐盟、印度、日本、俄羅斯、南韓與美國等共同參與位於法國南部的「國際熱核融合實驗反應爐」計畫(ITER),中國同樣也參與其中,並預計2025年啟用實驗。

 

 

這項全超導托卡馬克核融合實驗裝置被稱作人造太陽。(中新社)

 

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