【本報綜合報導】美國科學家17日宣布，美國科學機構已瀕臨達成長期核融合研究目標，而成功駕馭核融合技術將可提供無限潔淨能源來源。

位於加州的國家點燃設施（National Ignition Facility, NIF）利用高能量雷射來加熱和壓縮氫燃料球，引發熱核融合反應。此實驗顯示，「點燃」核融合的目標如今近在咫尺。美國核子科學家表示，這項新進展為可能的新潔淨能源開發帶來希望。

美國科學家把192束高能量雷射光束，導引至含氫同位素氘和氚的氫燃料球，壓縮氫燃料密度至鉛的100倍，並加熱至攝氏1億度高溫，藉此引發熱核融合。

8月8日執行的這項實驗，產生出1.35百萬焦耳（MJ ）能量，大約是輸入至氫燃料雷射能量的70%，而達到「點燃」核融合，意味得出的核融合能量，大於藉由雷射輸入的能量（1.9百萬焦耳）。

示意圖／unsplash

儘管這次產出的能量僅維持極短時間（只有100兆分之1秒），但科學家已更接近點燃核融合。太陽與其他恆星也是靠核融合產生能量。

加州勞倫斯利佛摩國家實驗室（Lawrence Livermore National Laboratory）主任布迪爾（Kim Budil）表示，「這項結果是慣性約束核融合（inertial confinement fusion）研究的歷史性進展」。該實驗室負責經營國家點燃設施。

部分科學家認為，核融合是一種未來的潛在能源，因為它產生的廢物很少，也不會排放溫室氣體。核融合亦不同於目前核能發電廠使用的核分裂技術，後者是透過破壞重原子，產生較輕原子並釋放能量。

倫敦帝國學院（Imperial College London）該領域研究中心共同主任羅斯（Steven Rose）表示，NIF研究團隊本次實驗成果傲人，「這是1972年慣性核融合研究開始至今的最重要進展。」

然而，該研究中心的另名主任傑頓登（Jeremy Chittenden）認為，利用這種技術發展新的可利用能源並非易事，「將這項概念轉化為可再生電力來源，可能是個漫長過程，許多重大技術挑戰仍待克服。」

核融合  地球能源曙光

核融合（中國大陸、香港稱為核聚變），又稱融合反應，是指將兩個較輕的核結合而形成一個較重的核和一個極輕的核（或粒子）的一種核反應形式。在此過程中，物質沒有守恆，因為有一部分正在聚變的原子核的物質被轉化為光子（能量）。核融合是給活躍的或「主序的」恆星提供能量的過程。

兩個較輕的核在融合過程中產生質量耗損而釋放出巨大的能量，兩個輕核在發生聚變時雖然因它們都帶正電荷而彼此排斥，然而兩個能量足夠高的核迎面相遇，它們就能相當緊密地聚集在一起，以致核力能夠克服庫侖斥力而發生核反應，這個反應叫做核融合。

太陽透過原子核的核融合產生能量，把氫原子聚變成氦原子，太陽發生以每秒鐘6.2億噸氫的核融合。圖／unsplash

舉例：兩個質量小的原子，比方說兩個氘原子，在一定條件下（如超高溫和高壓），會發生原子核互相聚合作用，生成中子和氦-3[1]，並伴隨著巨大的能量釋放。

原子核中蘊藏巨大的能量。根據質能方程式E=mc2，原子核之淨質量變化（反應物與生成物之質量差）造成能量的釋放。如果是由重的原子核變化為輕的原子核，稱為核分裂，如原子彈爆炸；如果是由較輕的原子核變化為較重的原子核，稱為核融合。一般來說，這種核反應會終止於鐵，因為其原子核最為穩定。

1920年，亞瑟·愛丁頓提出氫氦融合可能是恆星能量的主要來源。在拉塞福的核轉換實驗基礎上，馬克·奧利芬特於1932年完成了氫同位素的實驗室聚變。1930年代，漢斯·貝特提出了恆星核融合主循環的理論。1940年代初，作為曼哈頓計劃的一部分，用於軍事目的的核融合開始被研究。

1951年，在核試驗中完成了核融合。1952年11月1日，在常春藤麥克氫彈試驗中首次進行了大規模核融合。最早的人工核融合技術是氫彈，1950年代以來，人類開始研究用於民用目的的受控熱核融合。


核融合科學知識 取自維基百科