美國研究團隊：“2025年打造‘人工太陽’”

美國科學家和他們設立的企業提出了雄心勃勃的願景，即，在2025年完全啟動生產被譽為未來能源的核聚變能源的核聚變爐。這比計劃於2025年竣工、2035年完全啟動的“人工太陽”國際核聚變實驗反應堆（ITER）提前了10年。

美國麻省理工學院研究人員和獨立企業“Commonwealth Fusion Systems”（CFS）當地時間9月29日在國際學術雜誌《等離子物理學通訊》上發表了有關核聚變反應堆“SPARC”建設研究結果的7篇論文。

核聚變是輕原子核融合後變成重原子核的現象。在原子核融合過程中，中子會像減少的質量壹樣突出，利用中子所攜的巨大熱能就是核融合能源。

太陽能夠以自身的質量和重力制造發生核聚變反應的條件等離子（原子核和電子分離的氣體）狀態。但是，在比太陽小很多、很難獲得巨大重力的地球上，只有人工制造1億度的超高溫等離子體，才能進行核聚變反應。需要壹種超導磁鐵，使超高溫等離子體放在被稱為“托卡馬克”的甜甜圈形態的核聚變裝置內產生強大的磁場。

核聚變反應堆“SPARC”利用“高溫超導磁鐵”。相比在接近絕對溫度（零下273度）的環境中驅動的超導磁鐵，它在更高溫度（零下173度）的環境下也能驅動。這是ITER在2007年著手建設時沒有的技術。

發表研究論文的麻省理工學院教授馬丁·格林沃爾德表示：“ITER設計中適用的超導磁鐵能夠生成12特斯拉（表示磁場強度的單位）的磁場，而高溫超導磁鐵能夠以更小的體積實現更強力的21特斯拉磁場”，“體積也比超導磁石小60至70分之1，因此不僅在核聚變，在運營效率方面也能成為遊戲規則改變者。”

麻省理工學院研究團隊和CFS在7篇研究論文中公開了利用超級計算機的模擬和計算結果。如果2018年開始的項目在目前狀態下進行制作和建設，2025年核聚變反應將有可能實現。研究團隊認為，通過SPARC至少可以生產250兆瓦至1000兆瓦的電力。韓國標準型核電站新月城核電站1、2號機的設備容量各為1000兆瓦。研究團隊計劃在2025年正式啟動SPARC，在2035年之前建立將SPARC生產的熱能轉化為電能的發電站。


金民秀 《東亞科學》記者 ashilla@donga.com