【綜合報導】相信大家都期待著有一種取之不盡、清潔永續的能源。這個願望離我們更近了一步!韓國核融合研究所(KFE)研發的核融合裝置KSTAR模擬太陽內部高溫環境,成功維持1億度高溫電漿體長達48秒,創下2021年維持30秒的世界紀錄。這項成就不僅為核融合領域樹立了新的里程碑,也為全球能源科技的發展注入了新的活力。
KSTAR是位在韓國大田研究基地的核融合裝置,為國際熱核融合實驗反應爐(ITER)研究的一部分,由KFE與首爾大學以及美國哥倫比亞大學合作研發。
CNN在相關報導中指出,核融合技術的目標,是要模仿太陽和星體內部的反應,將兩個原子融合在一起時所釋放出的巨大能量,轉化為可用的電力。這項常被譽為「解決氣候變遷聖杯」的技術,如果成功將可提供無盡又不排放溫室氣體的清潔能源。不過要在地球上複製這個過程,困難重重。
最常見的核融合實驗裝置是「托卡馬克」(tokamak),一種甜甜圈形狀的反應爐,科學家會在裡頭將氫同位素加熱至超高溫形成等離子體狀態。南韓核融合研究所所長尹時佑(Si-Woo Yoon,譯音)告訴CNN,要讓等離子體維持極高溫度及密度狀態才能發生長時間反應,是核融合反應爐得以運作的關鍵。
不過,由於高溫等離子體非常不穩定,維持這種狀態並不容易,因此這次實驗所創下的新紀錄意義重大。
KFE的研究團隊在長達數月的實驗中,不斷優化KSTAR裝置的性能,成功將超高溫電漿的維持時間延長至48秒。KFE科學家表示,這次能延長高溫維持時間,關鍵是改良了實驗流程,包括將「分流器」(抽取融合反應產生的熱量和雜質)的材料從碳改為鎢金屬。
尹時佑說,KSTAR的最終目標是在2026年前能讓1億度等離子體持續300秒,那將是「關鍵時刻」,代表可望大規模推行核融合能源了。同時,他們也將加強與國際合作夥伴的溝通與協作,共同推動核融合技術的研發與應用。
這項突破消息延續近年在核融合領域中的其他重大進展。2022年,美國勞倫斯利佛摩國家實驗室首度在核融合反應中達成「能量淨增益」,也就是反應產生的能量超過了實驗所需的能量。今年2月,英國科學家也打破紀錄,在5秒內產生69百萬焦耳的融合能量,相當於同時供應1.2萬戶家庭用電。
不過,要真正將核融合能源商業化,科學家們仍有一大堆難題待解決。曼徹斯特大學核聚變研究員阿尼卡.汗(Aneeqa Khan)說:「核融合目前還不夠成熟,所以暫時還無法解決當前的氣候危機。」