核聚变科技在21世纪的应用
核聚变科技在21世纪的应用
>陈营华
2010年9月
核聚变被喻为恒星的能量泉源。太阳透过核聚变所产生的能量，提供地球所需的热能以达至合适的温度来孕育生命。
近年面对全球暖化问题，科学家正努力开拓新的能源技术以减少使用化石燃料。核聚变是一理想选择，因它提供洁净的能源，不排放二氧化碳及不产生长寿命的核废 料，当中所使用的燃料为氘﹙Deuterium, D﹚及锂﹙Lithium, Li﹚，氘为氢的同位素。水含大量的氘，而地球蕴藏不少含锂的物质。简单来说，核聚变包含以下过程：
要D-T核聚变燃料进行程式﹙1﹚的合并过程，需提供非常高的温度﹙摄氏1千5百万度以上﹚，而高温的环境使D-T核聚变燃料处于等离子状态，充满著高速 的离子和电子。要避免D-T等离子的流动出现不稳定情况，其中一种方法是利用极强的磁场来控制其流动变化。
早于1946年，科学家已开始研发核聚变技术，特别是采用磁力来控制等离子流动的方法。上世纪70年代末，欧洲开展「联合环形加速器」﹙Joint European Torus，简称JET﹚计划，在英国建造了相关的核聚变反应堆﹙图1﹚，并于90年代成功地产生约16兆瓦的能量，维持数秒。
图1 「欧洲联合环形加速器」的内部结构﹙图片来源：EFDA-JET﹚。
2007年，一个更大规模的「国际热核实验反应堆」计划﹙International Thermonuclear Experimental Reactor，简称 ITER﹚正式展开，目标是在21世纪内透过核聚变科技产生高达500兆瓦的能量，维持约8分钟。现时已在法国 南部城市Cadarache建造相关的核聚 变反应堆。期望这计划能使核聚变技术得到进一步的突破，以舒缓未来人类所面对的能源危机。
参考资料：
[1] "Fusion: the energy of the Universe", by Gary M.McCracken and Peter Stott, Complementary Science Series, Elsevier Academic Press, 2005.
[2] "Nuclear Energy: An introduction to the Concepts, Systems, and Applications of Nuclear Processes", by Raymond L. Murray, 6th edition, Elsevier Academic Press, 2009.
[3] "Fusion for energy" website
[4] "JET" (Joint European Torus)
[1] "Fusion: the energy of the Universe", by Gary M.McCracken and Peter Stott, Complementary Science Series, Elsevier Academic Press, 2005.
[2] "Nuclear Energy: An introduction to the Concepts, Systems, and Applications of Nuclear Processes", by Raymond L. Murray, 6th edition, Elsevier Academic Press, 2009.
[3] "Fusion for energy" website
[4] "JET" (Joint European Torus)