人類能源新希望？核融合的發展與挑戰 - 科學月刊

核融合是科學家試圖追尋的能源科技目標，但研發核融合始終面臨著各種技術的挑戰，尤其是能量輸出與輸入的比值仍舊不理想，導致該技術仍未能進行商轉。

Search/搜尋 分類選單 -文章分類- 封面故事 NewsFocus 專訪 專欄 科技報導 評論 精選文章與其他 活動訊息 專欄 文章專區 2021-01-01人類能源新希望？核融合的發展與挑戰 613期 Author作者 周育如／中央大學光電系大三生，遊走於光電、物理、核融合與天文之間。

核融合磁場控制核融合慣性控制核融合托卡馬克仿星器 核融合是科學家試圖追尋的能源科技目標，但研發核融合始終面臨著各種技術的挑戰，尤其是能量輸出與輸入的比值仍舊不理想，導致該技術仍未能進行商轉。

目前，核融合技術分為磁場控制核融合與慣性控制核融合兩大類，歐美各國及日本都有設立相關的研究單位。

而在臺灣其實也有研究團隊進行相關的研究，雖然目前規模不比國外，但未來透過與國際院校間的合作，臺灣也有機會在核融合領域走出自己的道路。

由於不會產生連鎖反應，核融合（nuclearfusion）與它的兄弟核分裂（nuclearfission，也就是我們現在的核能發電）有所不同，常被稱為「最安全的能源」與「全人類的希望」，眾人都引頸期盼核融合發電的世代到來。

然而，科學家與工程師們一再地說：「再給我20年就好！」卻遲遲未見核融合商轉的影子。

究竟核融合在過去幾個20年裡發生了什麼事呢？在大型國際計畫與核融合企業百家爭鳴的年代，落後人家好幾十年的臺灣能否參加這場核融合派對呢？在《科學月刊》603期的〈改變軍事與能源的力量─核分裂與核融合〉一文中，整理了核融合原理的相關知識，而本文則想帶大家一窺核融合的發展，以及臺灣本土的核融合研究。

核融合的發展與種類 目前學界正在研究的核融合類型主要分為兩大類：磁場控制核融合（magneticconfinementfusion,MCF）與慣性控制核融合（inertialconfinementfusion,ICF）。

磁場控制核融合，顧名思義，就是利用超強磁場控制住電漿的活動範圍，並使其進行融合，這也是現在研究的主流。

而按照產生磁場的方式，又可分為托卡馬克（tokamak）與仿星器（stellarator）。

其中托卡馬克是主流中的主流，此方法最早在1960年代由蘇聯的學者發明，其名稱是俄文「附有磁線圈的環形空腔」的縮寫。

世界上較著名的托卡馬克研究計畫為國際熱核融合實驗反應爐（InternationalthermonuclearExperimentalReactor,ITER，圖一）。

此外，歐洲聯合環狀反應爐（JointEuropeanTorus,JET）、日本的JT-60與美國的托卡馬克融合試驗反應爐（TokamakFusionTestReactor,TFTR）則都是ITER的前身。

另外，英國也有一家核融合企業的名稱就叫做TokamakEnergy。

  圖一：想知道ITER有多大？看看中下方的藍色小人你就會知道了。

（U.S.DepartmentofEnergy,publicdomain,WikimediaCommons） 而較為默默無聞的仿星器，與托卡馬克構造上最大的差異在於螺旋的結構。

其螺旋構造可以不間斷地讓電漿在內部碰撞與融合，就像恆星一樣，因而得到「仿星器」這個名字。

國際知名的仿星器有德國馬克斯普朗克研究所（MaxPlanckInstitute）的文德爾施泰因7-X（Wendelstein7-X,W7-X），以及日本核融合科學研究所的大型螺旋裝置（LargeHelicalDevice,LHD，圖二）等。

……【更多內容請閱讀科學月刊第613期】 圖二：日本的大型螺旋裝置內部。

（JustinRuckman,CCBY-SA2.0,WikimediaCommons） 回列表頁 加入收藏 列印 相關推薦 新訂一年方案：《科學月刊》一年12期 售價$2580 新訂兩年方案：《科學月刊》二年24期 售價$4900 新訂一年方案：《科學月刊》一年12期(加掛號) 售價$2820 新訂兩年方案：《科學月刊》二年24期(加掛號) 售價$5380 TOP 本站使用第三方服務進行分析，以確保使用者獲得更好的體驗。

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