製 造 不 斷 的 核 聚 變 以 產 生 電 力
Repeated nuclear fusion to generate electricity
九 九 年 九 月 September 1999

  首 次 核 聚 變 實 驗
  " 聚 變 能 量 研 究 機 " 能 生 產 龐 大 的 電 力

美 國 山 迪 亞 國 家 實 驗 室 的 科 學 家 設 計 出 一 種 新 方 法 ， 可 以 不 斷 地 製 造 核 聚 變 ， 產 生 電 力 。

設 計 核 聚 變 (nuclear fusion) 作 為 軍 事 用 途 和 作 為 產 生 電 力 用 途 不 相 ， 前 者 只 需 要 一 次 的 核 爆 炸 ， 但 是 後 者 是 要 重 複 不 斷 地 進 行 核 爆 炸 ， 使 只 有 花 生 那 麼 大 小 的 重 氫 ( 或 氘 )(dueterium) 和 超 重 氫 ( 或 氚 )(tritium) 每 數 秒 鐘 產 生 （ 音 聲 ） 內 破 裂 (implosion) ， 以 推 動 發 電 機 (generator) 。

氘 是 氫 (hydrogen) 的 重 同 位 素 (isotope) ， 它 的 核 心 (nucleus) 包 含 有 一 個 質 子 (proton) 和 一 個 中 子 (neutron) ， 而 一 般 的 氫 核 子 只 有 一 個 質 子 ， 它 在 自 然 形 成 的 氫 中 的 含 量 只 有 萬 分 之 十 五 ； 氚 也 是 氫 的 重 同 位 素 ， 它 的 核 子 包 含 有 一 個 質 子 和 兩 個 中 子 ， 它 具 有 放 射 性 (radioactive) ， 是 在 核 反 應 中 產 生 的 。

製 造 不 斷 的 核 聚 變 最 大 的 難 題 是 怎 樣 保 持 持 續 的 電 力 供 應 ， 因 為 核 爆 炸 將 損 毀 電 線 ， 中 斷 能 源 補 給 ； 科 學 家 是 使 用 山 迪 亞 國 家 實 驗 室 (Sandia National Laboratories) 的 Z 加 速 器 (Z accelerator) 進 行 研 究 ， 這 Z 加 速 器 是 世 界 最 大 產 生 X 射 線 (X-ray) 的 實 驗 室 ， 在 一 九 九 七 年 ， 科 學 家 曾 經 使 用 Z 加 速 器 ， 獲 得 高 達 攝 氏 一 百 五 十 萬 度 的 溫 度 ， 最 近 科 學 家 更 將 Z 加 速 器 的 輸 出 提 高 四 倍 ， 而 產 生 核 聚 變 所 需 的 溫 度 是 二 至 三 百 萬 度 ； 上 圖 所 見 ， 是 Z 加 速 器 的 照 片 。

科 學 家 的 設 計 是 利 用 可 循 環 使 用 的 鋰 (lithium) 電 線 ， 每 當 鋰 電 線 被 核 爆 炸 熔 化 後 ， 機 器 會 將 新 的 鋰 電 線 吹 進 反 應 器 ， 下 圖 所 見 ， 是 科 學 家 解 釋 這 個 新 的 設 計 ， 左 上 角 是 一 個 旋 轉 木 馬 (carousel) ， 將 鋰 電 線 噴 射 到 反 應 器 裡 。

Photos courtesy of Sandia National Laboratories

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