什麼是核融合？

NASA的太陽能動力學天文台捕獲了2022年10月2日在右上角的明亮閃光燈中看到的太陽耀斑的圖像。圖像顯示了極端紫外線的子集，該子集突出了耀斑中極熱的材料，並以橙色顏色。（圖片來源：NASA/SDO）

核融合是在恆星心臟攪動的反應，其中兩個光原子核合併為一個較重的核。融合產生的核廢料很少，沒有溫室氣體排放，這意味著它長期以來一直被吹捧為傳統能源的潛在清潔替代品。但是是什麼驅動了這一過程？它可以成為可行的商業能源嗎？

什麼是融合？

當兩個光原子粘合或融合以使融合較重時，就會發生融合。新原子的總質量小於形成的原子的總質量。如阿爾伯特·愛因斯坦的著名的 ”e = mc^2”等式。

通常，原子核互相排斥，因為它們具有相同的電荷。需要高溫，壓力或兩者都需要克服這種排斥。在地球上，核融合反應堆中的溫度達到了近六倍的太陽核心。橡樹嶺國家實驗室。在這種熱量下，氫不再是氣體，而是血漿，一種極高的能量物質狀態其中電子從其原子中剝離。

融合與裂變不同，裂變將原子分裂並導致大量放射性廢物，這是有害的。

融合是宇宙中恆星的主要能源。如果科學家能夠找出如何從反應中獲取更多能量，它也是地球上的勢能來源。當在有意不受控制的鏈反應中出發時，核融合會驅動氫彈。融合也被認為是通過太空的動力工藝。

核融合能

清潔能力的“聖杯”是通過核融合反應產生商業能量。

幾十年來，科學家一直追求這一目標。融合是現有能源的一種有吸引力的替代品，因為它幾乎沒有放射性廢物或溫室氣體，並且需要相對簡單的成分。這種無限清潔能力夢想的關鍵是從反應中產生的能量超過產生它所需的能量。

2022年，Lawrence Livermore國家實驗室國家點火設施（NIF）的科學家宣布，這是第一次核融合芯產生的能量比消耗的能量更多。點火設施使用激光束限制氘和trim的血漿，兩個同位素或版本的氫。但是專家說一個可行的商業融合反應堆可能幾十年了。那是因為要加熱血漿，科學家必須從電網中汲取能量。因此，為了使反應可行，反應產生的能量還必須說明當電力轉化為為激光供電的光時，損失的能量量相當大。

氘融合：當今地球上力量的最有希望的組合是將氘原子與trium tritium融合以形成氦原子。該過程需要大約7200萬華氏度（3900萬攝氏度）的溫度產生1,760萬電子能量。

目前正在進行氘 - 三尿融合的實驗DIII-D國家融合設施在加利福尼亞州聖地亞哥。最大的潛在核反應堆，ITER項目從完成的法國南部，法國南部也使用這兩個同位素來為其反應提供動力。與NIF反應堆不同，ITER項目使用強磁鐵來指導氫等離子體周圍的甜甜圈形反應器（稱為Tokamak）。

氘是一種有前途的成分，因為它是氫的同位素，其中包含一個質子和中子，但沒有電子。反過來，氫在水中豐富。一加侖的海水（3.8升）可以產生與300加侖（1,136升）汽油的能量。

Tritium包含一個質子和兩個中子。它是在20世紀核彈測試期間大量生產的，但其半衰期約為12年，這意味著一半的時間段衰減。伊特（Iter）的科學家提出，通過轟炸鋰（在地殼中發現中子）中的元素來大量製作tri素。

氘融合：從理論上講，比氘-tritium更有前途，因為獲得了兩個氘原子及其產生的較高能量的產量，因此這種方法也更具挑戰性，因為它需要極高的溫度才能工作。根據幾個測試核融合反應器的溫度約為2.7億f（1.5億c）。迭代。但是，僅氘代的反應將需要至少7.2億至9億f（4億至5億c）的溫度，根據Eurofusion，位於歐洲各地的國家融合機構的財團。

到目前為止，唯一能夠啟動氘代反應的設施是聯合歐洲圓環根據Eurofusion的說法，（JET）的設施只能短暫地實現。