位于美国加州的劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的航拍图。(图取自美国国家核安全局/路透社)

(华盛顿13日讯)三名熟悉情况的消息人士对路透社说,美国能源部将于美国时间周二宣布,国家实验室的科研人员在核聚变(nuclear fusion)能源方面取得一项突破,这种为太阳和恒星提供能量的过程,是学界数十年来斥资数十亿美元研究核聚变的重大里程碑,若能商转,将提供人类取之不尽、廉价又洁净的“净零碳排”电力。

核聚变的工作原理是这样的:让两个原子核接受摄氏一亿度或以上的极度高温,使其聚合成一个新的更大的原子,释放出巨大能量。但是,这个过程消耗巨大的能量,所以难题一直是如何让释出的能量大于输入的能量,而且可以持续这样做,而不仅仅是短暂瞬间。

核聚变反应首达“净能量增益”

路透社报导,其中一位消息人士说,位于加利福尼亚州的劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory)的科研人员在一次使用激光的核聚变实验中,首次实现了“净能量增益”,也就是反应产生的能量大于促发该反应的激光能量。《金融时报》最早报导了这项实验。

核聚变反应与太阳产生热能的原理相同,因此被科学界称为“小太阳”,被喻为零碳排的能源“圣杯”(holy grail)。理论上,一小杯氢燃料就可为一间房子供电长达数百年。

打造零排碳能源“小太阳”

物理学家从1950年代就致力于研究核聚变反应,如今实验室采用新程序,净能量增益率可达到约20%,代表可产生无限量、零排碳能源的“小太阳”,距离人类已愈来愈近。

《金融时报》及《华盛顿邮报》11日指出,物理学家过去70年来一直试图利用为太阳提供动力的核聚变反应来产生能量,最终目标是产生零碳足迹、零放射性废料,且资源耗损远低于太阳能和风力发电的能源,但迄今所有实验从核聚变反应中产生的能量,都不及核聚变反应本身消耗能量,亦即未能实现“能量净增益”。

不过,3名知情人士透露,劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的“国家点燃实验设施”(NIF),在过去两周间透过“惯性局限融合”(Inertial confinement fusion)技术,以全球最大型的激光去撞击氢电浆粒子,引发核融合反应,产生的能量为2.5兆焦耳,大于消耗的能量2.1兆焦耳,成功达成120%的“能量净增益”。

支持者说,核聚变有可能在10年或更长的时间里实现商业化,而一旦商业化,可能会带来更多的益处,包括生产无碳的洁净能源,这有助于应对气候变化,同时不会像当今的核裂变反应堆那样造成辐射性的核废料。

然而,经营核聚变式发电厂仍然面临艰难障碍,比如如何在符合经济效益的情况下控制住这种热能,以及如何持续性地发射激光。其它的聚变方式使用的是磁力而不是激光。

能源部长格兰霍姆计划在美国东部时间周二上午10时(大马时间周二晚上11时)就一项“重大科学突破”举行记者会。能源部的发言人说,在记者会之前该部没有任何信息可提供。

据核聚变行业协会(FIA)说,私营产业界去年得到了28亿多美元(逾123亿6699万令吉)用于核聚变的资金,近年来总额达到约50亿美元(约220亿8391万令吉)。

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