核融合超級懶人包: 看完馬上知道關於核融合的一切

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蹦一聲!

如果我們能夠得到正確的技術,核融合承諾給我們所有我們想要的乾淨能源。這是為什麼全世界的研究人員正全速行進,使這項科學完美,讓核融合成為可行。

核融合基本上意味著在地球上複製太陽的化學反應,或是"把恆星裝進瓶內",如同它經常被這麼稱著。這不是一件容易的任務。上面來自Kurzgesagt的影片,在Nutshell中解釋不可思議的潛力和涉及的巨大挑戰。

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核融合的核心是一個過程,在那裏原子變得非常熱,電子被剝離,留下電子和原子核在電漿中自由地彈跳。

一旦這些原子核達到一定溫度,以太陽為例大約是1,400萬℃(25,200,032°F),它們會融合在一起,釋放大量的能量給太陽供能,並且有一天可以在地球上提供無限的能量。

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由於其巨大的質量,太陽管理這個熱核反應,導致在核心內巨大的壓力和令人難以置信的高溫。但我們如何在人造的反應爐中再創造出相同的壓力和溫度呢?

有兩種主要方法。第一種是磁約束(magnetic confinement)。使用磁場在甜甜圈形狀(環狀)的容器內擠壓電漿,超導電磁體用液態氦冷卻到絕對零度的幾度內。

法國的ITER機器是這種設備的一個例子。

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第二種方法是慣性約束(inertial confinement)。使用超能量雷射來替代(你可以看到為什麼核融合是昂貴的)。

來自這些雷射的脈衝瞄準燃料芯塊,在短時間內使它們變得夠熱和夠稠密來進行融合。美國國家點燃實驗設施(The National Ignition Facility)是進行這類實驗的地方。

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科學家已經在這些複雜的機器中看到了融合。問題是反應所需要的能量比它們能產生的還要多得多,這對於未來的能源是不理想的。

事實上,沒有人確信我們能夠在地球上建立一個可行的核融合反應爐。但實際上無限的環保能源的可能性,意味著我們將繼續努力好一陣子。

正如這部影片解釋,有了核融合,一杯海水可以提供與一桶油一樣多的能量,而且幾乎沒有任何浪費。這是值得研究。

核融合不像石化燃料那樣產生二氧化碳排放;而且與核分裂相比,只產生非常少量的放射性廢料。 此外,這類型的反應沒有機會造成反應爐核心熔毀

然而有另一個問題:我們需要名為氘(deuterium)氚(tritium)的特殊氫同位素來驅動這些反應。雖然氘在海水中是穩定和豐富的,但氚是有放射性的,而且被認為是非常稀有的。

氦3(Helium-3)是氚的可能替代品,雖然它在地球上也很罕見。由於來自太陽風數百萬年的沉積,科學家認為它可以在月球上被大量發現。

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如果我們能收集它,以一個新的月亮基地,無論是誰?它可以和氘一起為地球提供電力數千年。

這是一個誘人的想法,而且給了我們對未來很多的希望。我們指望你了,科學。

來源:ScienceAlert