核融合發電
  • slider image
:::
核 融 合 燃 料----
冷颼颼的冬天,冽烈寒風吹來,還是讓穿著厚重大衣的小梅直打哆嗦。「如果這時候可以洗個熱水澡、喝個熱湯,或是有個懷爐在手中,不知會有多暖和呀!」小梅對著媽媽說。
「你忘記了嗎?我有個方便的法寶暖暖包,很快就可以讓你溫暖了」媽媽說。
小梅搓了搓手中的暖暖包,頓時就感受到一股暖意,真是太棒了!是誰這麼聰明,可以想到這麼好的點子,真不知暖暖包裡是什麼東西呀!
這時爸爸走了進來,知道小梅和媽媽正在討論暖暖包。「將兩種物質混合在一起就可以發熱,這是簡單的小發現與應用而已,;如果可以發現更好的材料,混合後產生更大的能量,那才是厲害的。」爸爸說。
原來爸爸看了最近的科學雜誌,才知道科學家已經研究多年,想找出比核能更好更安全的方法與材料來發電,想解決石油即將枯竭之後的能源危機。
這個問題讓小梅產生了興趣,追問爸爸說:「那科學家找到新的方法與材料了嗎?」
爸爸說:「既然你有興趣,就讓我來說個分明吧!」
核融合的原理
將兩種原子核結合在一起,這種技術叫做「核融合」。目前科學家發現氫核子同位素(deuterium)(tritium)的核融合反應機率最大,是最容易實現的核融合反應,產生的能量就可以用來發電。
「核融合反應」是使質量較小的原子核融合在一起成為質量較大的原子核,在核融合的過程,一部分的質量轉變成能量。約2億度高溫的氘和氚核子發生核融合後,會融合成約350億度高能量的氦原子核與約1450億度高能量的中子,產生的能量約為原來氘與氚能量的450倍。
    我們每天看到又紅又大、能量源源不絕的太陽,它就是靠著「核融合反應」而發光發熱的。另外,著名電影「鋼鐵人」飛行在空中的動力來源--胸前那顆會發亮的能源,就是利用核融合反應而產生能源的構想。
核融合反應原理
核融合簡單來講,就是將氘與氚,經過融合,變成較重的一些核子,在這個過程裡面,巨大的能量就會發生。與核能發電不同的地方是,核能發電運用鈾元素分裂時的熱能,來製造能源;而核融合運用元素加總的力量,讓氘和氚緊靠在一起,來產生反應。
但是,因為氘和氚,本身都帶有正電,所以必須運用高達2億度的高溫環境,讓原子核變成電漿狀態,使相斥的原子核可以互相依附在一起。而這項電漿技術,正是核融合發電最難克服的技術之一,目前最成熟的方法是「托卡馬克」核融合反應爐,預計於2030年代開始運轉。如果第一座商業用途的核融合電廠能於21世紀中實現,將能夠大幅紓解能源與環境問題。
核融合能源是友善環境的永續能源
「核融合」發電能改善「核分裂」發電的三項缺點。
第一、核融合的燃料(氘和氚)很容易取得
第二、核融合的燃料以及反應後的產物只有少量的放射性物質,不會產生二氧化碳或造成空氣污染,不會有大量的核能廢料
第三、核融合裝置內是密度稀薄的電漿,比核能發電的核分裂反應器更容易控制其安全。
    與目前所知的所有能源相比較,氘與氚的核融合能源不僅燃料充足,又不產生溫室氣體及高放射性的核廢料,因此核融合是最友善環境的永續能源,極有可能成為人類能源的最終解決方案。
 
友善列印頁
傳送此文章給好友
往前
核能發電
Top of contents 往下
節約能源