Fusion Power and Human Failings

2013 年秋季科學新聞包括英國廣播公司(BBC) 的一篇相對低調的報道，指出：「美國實驗室的研究人員在實現自我維持核融合的最終目標的道路上已經跨過了一個重要的里程碑。」加州國家點火裝置（NIF）的科學家利用聚焦雷射光束來加熱和壓縮一小塊氫燃料，並實現了世界首創：透過聚變反應釋放的能量比燃料吸收的能量還要多。
也許這讓我們離利用恆星的力量又更近了一步，極端的溫度和壓力會導致原子核結合形成更大的元素，並伴隨著強烈的能量釋放而產生輕微的質量損失。這些聚變過程可以從大爆炸中形成的氫、氦和鋰開始，並演化出像鐵一樣重的元素——之後，你需要超新星來釋放結合原子核所需的力量並提供能量來創造重元素。
在地球上，有可能從聚變能中獲得幾乎無限的清潔能源，而不會產生核能基於原子分裂的嚴重缺點，例如放射性廢物和熔化的可能性。但較低的重力使得氫原子核的結合變得極具挑戰性。 20 世紀 50 年代初開發的氫彈需要透過定期核爆來引發聚變：幾乎不適合您附近的發電站！
幾個項目正在進行中，旨在探索利用聚變能的方法，這類似於核物理學的聖杯。「聚變是一種近乎理想的能源——本質上是取之不盡、用之不竭、清潔、安全的，而且可能可供所有國家使用。當被證明可行時，它將改變我們的能源未來。
美國能源部普林斯頓等離子體物理實驗室主任 Stewart C. Prager去年在《紐約時報》網站上發表評論時寫道。

來工作改變世界

英國國家聚變研究實驗室卡勒姆聚變能源中心宣布了聚變職業，口號是「來工作改變世界」。那裡的工作重點是在等離子體（被剝奪了電子的原子核的極熱混合物）內引發聚變，該等離子體包含在磁場中。使用的設備是託卡馬克裝置，形狀像巨型甜甜圈，是蘇聯科學家在 20 世紀 50 年代發明的。
雖然卡勒姆目前擁有世界上最大的託卡馬克裝置，但法國南部正在建造一座更宏偉的託卡馬克裝置。這是世界上最大的科學合作項目，被稱為 Iter（拉丁語中「道路」的意思）。據《獨立報》報道，該反應爐高 30 米，等離子體將被「強大到足以困住一艘航空母艦的巨型電磁體」所容納。透過將氫原子加熱到超過 1.5 億攝氏度（太陽聚變所需溫度的十倍），研究人員預計他們將獲得淨能量。
即便如此，Iter將是一個實驗而不是一個發電站。您現在還不應該太興奮，因為等離子體的實際試驗可能還需要十年的時間。
雖然託卡馬克裝置獲得了最多的資金和關注，但可能還有其他方式來產生聚變能。國家點火設施的項目就是其中之一，它使用超冷氫燃料，透過匯聚來自世界上最強大的雷射的192 束光束來突然加熱，這些光束到達的時間間隔在30 萬億分之一秒之內。
如果聚變能被證明是可行的，它將有助於太空旅行。上個月，《時代》雜誌報道了一家美國公司普林斯頓衛星系統公司，該公司規模雖小，但雄心勃勃，其想法包括製造比小型貨車還小的火星聚變火箭。
考慮到國際熱核融合實驗堆和國家點火設施等設施的規模，這似乎有些牽強。然而，科學確實表明，考慮到重量比，氫聚變產生的能量是燃燒煤炭的 1000 萬倍。
卡勒姆聚變能源中心主任史蒂夫·考利（Steve Cowley）告訴《大眾機械》，地球上聚變發電的主要障礙是獲得政府資助。 “只要 $200 億現金，”他說，“我可以為你建造一座可用的反應堆。”
作為人類失誤而不是純粹科學造成的絆腳石的另一個指標，Iter 遇到了一些阻礙，其中包括在一名工人留下一條被壓縮在線圈內的毛巾後不得不報廢的一塊巨大磁鐵。您可能很少聽到國家點火設施的里程碑，因為研究人員本月還沒有談論它：隨著美國政府關閉，他們被解雇了。

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