核融合發電，動工！

物理學

2021-02-01 文／莫斯柯維茨（Clara Moskowitz）｜攝影／席拉（Manuela Schirra）、吉拉蒂（Fabrizio Giraldi）

國際熱核實驗反應爐（ITER）終於在去年7月開始組裝，由歐盟與六大國聯手執行。一旦啟用，潔淨能源將源源不絕。

人類是消耗能源的物種，而目前的能量來源尚無法滿足人類的需求。只要科學家能操控核融合反應，就有可能運用這種為太陽供應能量的過程，產生潔淨豐沛的能源。國際熱核實驗反應爐（ITER）是迄今最大且最宏偉的計畫，嘗試操控兩個原子合而為一時產生的能量。這項實驗耗資250億美元，合作國家包括歐盟、中國、印度、日本、南韓、俄羅斯和美國，在法國聖保羅－杜蘭斯河畔執行，旨在實踐先前核融合實驗都未能達成的終極目標：產生的熱量多於所消耗的。

這項計畫延遲許久且成本激增，幾年前一項重大的獨立評估還迫使領導階層辭去職務。反對者認為，此計畫總歸是愚蠢無用，投入了太多時間和金錢，而實驗目的並非建立一座可運轉的發電廠，僅僅是驗證一種概念。但是當科學家開始連接由各國提供的眾多部件，反應爐正式組裝，ITER終於在去年7月邁向翹首盼望的里程碑。2015年接任ITER主席的比哥特（Bernard Bigot）說：「我們就像馬拉松接力賽的選手，雖然過了第一關，但知道後面還有很多關。這使我們對未來更有信心，也知道沒有理所當然的事。」

難題在於，要在實驗室內部建造微型太陽，然後加以操控。此實驗的核心是2萬3000公噸的圓柱體，內部強大的超導磁鐵將操控電漿長時間維持在1.5億℃，直到核融合發生。要順利點燃核融合反應是巨大挑戰，硬體建造也相當棘手。沒有參與ITER的美國威廉與瑪麗學院電漿物理學家莫代克（Saskia Mordijck）評論：「這項大型國際計畫的各個部件來自世界各地，必須像拼圖一樣組裝在一起，並且要能運轉。」

科學家希望能在2025年啟動反應爐，2035年實踐以全功率運轉的終極目標。此計畫一旦成功，將獲得巨大的報償。核融合產生的能量有可能比燃煤或石油更多，勝過傳統核電廠使用的核分裂燃料。核融合發電並不會產生溫室氣體或放射性廢料。比哥特說：「我認為核融合發電真的是再生能源的一種選項，並且可以減緩氣候變遷，未來三、四年絕對至關重要。」

國際熱核實驗反應爐（ITER）官網：https://www.iter.org/
關於本文的精采圖集，請見網頁：https://www.scientificamerican.com/article/worlds-largest-fusion-reactor-begins-assembly/

【欲閱讀全文或更豐富內容，請參閱〈科學人知識庫〉2021年第228期02月號】