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2020-07-30 | 科技新報

世界最大核融合反應爐終進入組裝階段,2025 年進行電漿測試

世界最大核融合反應爐終進入組裝階段,2025 年進行電漿測試

由 7 大經濟體打造的世界上最大「人造太陽」ITER(國際熱核融合實驗反應爐)最近有新進展,進入為期 5 年的核融合反應爐組裝階段,有望在 2025 年進行首次電漿測試,用行動證明核融合技術的供電潛力。

ITER 位於法國南部,是由歐盟、中國、印度、日本、俄羅斯、南韓和美國等 35 國聯合出資計畫,歐盟做為 ITER 設施的主辦方,投入資金大約占 45.6%,其他 6 國則各貢獻 9.1%,該研究主要在研究托卡馬克型(Tokamak)核融合的技術與工程,評估相關可行性,從電漿物理實驗研究,到大規模電力生產的核融合發電廠,同時也要證明他不會產生負面影響。

目前常見的核電廠為核分裂技術,採用鈾 235 或是鈽做為燃料,雖然能帶來穩定與龐大電力,然而運作時會產生有害的放射性廢棄物,核廢料存放、安全性都是核分裂電廠長年不受歡迎的主因;核融合技術則是將氘與氚原子置於高溫或高壓下,引起的聚合反應會產生中子、氦與大量能量,廠商便可利用這些能量來發電。

其中氘是氫的同位素、可以從海水中提取,氚也可以從中子撞擊鋰來獲得,核融合的燃料可說是相當容易取得,所帶來的放射性污染也較少,不會有碳排放等問題,假如能成功打造受控設備,實現持續且平穩能量輸出、將核融合技術投入電廠,將擁有龐大電力可用。

但核融合發展不易,ITER 是世界上最大的托卡馬克設備,高度與直徑約 30 公尺,總重 23,000 噸,包括約 100 萬個獨立組件和 1,200 套工程包裝,裝置容量約 500 MW(需輸入 50 MW),整體計畫從 2006 年開始,2010 年開始打地樁,原先計劃在 2020 年首次生產極熱電漿、2023 年達到商轉,卻因為預算不斷超支多次延長時程,原本預計 100 億歐元的計畫,現在支出已增加到 200 億歐元,目前則規劃在 2025 年 12 月進行首次電漿測試,2035 開始氘-氚融合實驗。

如今 ITER 反應爐在 28 日正式組裝,法國總統馬克宏(Emmanuel Macron)表示,世界上最偉大的進步,往往源自於大膽的堵住與坎坷之路;英國原子能管理局(UKAEA)執行長 Ian Chapman 表示,團隊希望在五年內進行電漿測試,雖然只會維持幾毫秒、且還需要進一步裝設其他零組件,但仍可證明磁體可正常運作,足以顯示核融合的商業規模里程碑。

Iter: World’s largest nuclear fusion project begins assembly
Assembly of ITER tokamak officially under way
WHAT IS ITER?

(首圖來源:ITER)

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