观念平台－核融合发电备受期待

拜登政府誓言于十年内达成商转目标，其他国家亦投入研发竞逐，但专家认为因仍有许多待解决技术难题，商转期程恐不宜过度乐观。

目前的核能发电使用的是核分裂技术，透过中子连锁撞击铀235所产生的热制造蒸气推动涡轮机发电，依据爱因斯坦质能公式E=mc2，物质在反应过程中的质量损失可转换为巨大能量（乘以光速平方），但其最大问题是用过燃料棒会持续发热且衰变期长，必须长期冷却并隔绝辐射，处理成本高。核融合理论上是更好的技术，透过氢原子融合为氦获得质能转换的巨大能量，与太阳的运作原理相同。这种发电方式一方面不会产生高放射性核废料，也没有碳排污染，另一方面氢又是常见的元素（水是氢的化合物），等于获得取之不尽用之不竭的能源，所以核融合号称能源界的圣杯，一直备受期待。

事实上，人类现有技术已能做到核融合，但困难点是所产出的能源远低于投入能源，没有理论上应有的经济效益。因氢的原子核带正电，彼此会像磁铁同极排斥，只有处于高温高压类似太阳内部的环境下，氢原子核呈现电浆状态并高速运动，则相斥的原子核会因核力转为互相依附。科学家发现，若采氢的同位素氘（多带1颗中子）与氚（多带2颗中子）进行融合，并搭配1亿度（太阳核心温度7倍）的高温与超过地球大气层1,000亿倍的压力则可得到更佳的效果。所需要的两种融合原料，氘可自海水提取，氚的天然蕴藏量非常少，可透过核分裂电厂运转过程或以中子撞击锂人工取得。

目前主流的核融合运作方式有两种，美国此次实验是将多道雷射同时打入一颗塞满燃料的微小胶囊中造成小型爆炸，有点像汽车内燃机引爆汽油推动活塞；另一种则由前苏联科学家首先提出的托卡马克（Tokamak）反应炉，又称环磁机，是一个类似甜甜圈形状的环型管道，电浆在管道中受超导磁铁拘束不断流动加热以发生融合。国际热核融合实验反应炉（ITER）与欧盟、美、中、日、韩、俄和印度合作在法国兴建全球最大的环磁机，由欧盟主导，预计2025年进行电浆实验，2035年进行核融合实验，目标将净能量增益拉高至10倍，但预算已先膨胀5倍至200亿欧元天价。

对于核融合的商业化，大部分专家都认为言之过早，虽然这次试验确实产生了净能量增益，但没有计入驱动雷射器及其他辅助设施之使用能量，估计净能量增益要拉高至25倍才符合经济效益。且实验室的雷射器每天约发射一次，若用于电厂则需不断补充燃料，并每秒加热十次，机器的耐受度、稳定度与能源来源问题都需要解决。英国牛津大学物理学教授沃克（Justin Wark）表示，这个试验结果可说是有突破，也可说是一切都没什么改变，「这个结果证明了大多数物理学家一直相信的─在实验室里进行核融合是有可能的，但要制造可商转的反应炉仍需克服极大障碍，不可低估。」美国罗彻斯特大学机械工程与物理学教授贝提（Riccardo Betti）把这场突破比拟为人类第一次知道怎样把石油提炼成汽油，以及点燃汽油会爆炸，「但你还是没引擎、没轮胎，你不能说已经有车子。」

有趣的是，过去核融合研究的进步速度跟半导体的摩尔定律很相似，大约每两年会增长1倍，许多企业也投入相关领域研发，大多数专家认为商业化时程大约落在20至30年后，对于2050年全球净零排放目标的帮助恐怕是缓不济急，但核融合的技术若真能发展成功，将可望成为人类面对碳排问题的最终解决方案之一。经典电影「回到未来」中布朗博士在车后安装Mr. Fusion（融合先生）以供应穿越时空所需能源可能也有实现的一天。