挑战星辰大海 世界首款核融合火箭引擎在英国建造

脉冲融合开始打造核融合火箭引擎。(图/pulsarfusion)

核能分成两类:核分裂(Nuclear Fission)与核融合(Nuclear Fusion),相比于现在已被大量应用的核分裂,核融合的能量更强,残余辐射物质更少,因此被视为「终极能源」。虽然理论上可行,核融合却还没有实用化,不过一间新创公司打算越级挑战,他们要打造世界最大的核融合火箭引擎,以测试技术理论。

科学警报(ScienceAlert)报导,假如把核融合推进技术应用到太空,那么「航向星大海」会比现在要容易与快速,前往火星的时间从9个月减至3个月,前往土星及其卫星的旅程,从8年缩短为2年。

核融合火箭构造,一连串的强力线圈限制电浆。(图/pulsarfusion)

这项技术需要超高的温度和压力才能发挥作用,为了证明该技术的可行性,位于英国布莱奇利(Bletchley )的「脉冲融合」(Pulsar Fusion) 新创公司,正在建造有史以来第一座,也是最大的核融合火箭发动机,长约8公尺,计划于 2027 年开始点火。

正如物理课本所说,核融合就是太阳的发光发热原理,想要复制太阳并不容易,因为我们实在没办法有恒星那么大的体积与质量。因此科学家是设想创造出一种比太阳更高温更高压的环境,那是锁定在电磁场内的超热电浆体(plasma,也称等离子体),电桨体就像流体一样难以捉摸,科学家们正在研究,如何以稳定和安全的方式掌握它们的特性。。

「脉冲融合」公司的财务主管詹姆斯•兰伯特(James Lambert)说:「困难在于学习如何在电磁场内,保持和限制超热的电浆流体,它们的行为就像天气系统,使用传统技术很难预测。」

利用超级电脑与AI学习技术,或许可以帮助我们更容易地绘制出电浆体狂野天气的地图。该公司正在与美国普林斯顿卫星系统合作,使用普林斯顿的超级电脑,试图更好地预测电浆体的可能,以及如何精确地控制。

如果科学家们能够让一切按预料运作,那么引擎腔内的温度将达到数亿度,比太阳表面还要热上3倍。如此高的温度一但释放,其能量可使火箭速度达到每小时 80.4万公里,也就是223.5公里/秒,这速度极为夸张,是第3宇宙速度(飞出太阳系的速度,约16.7公里/秒)的13倍,没几年就能飞出太阳系。

首席执行长理查丹恩(Richard Dinan)说:「我们必须自问,人类能进行核融合吗?如果我们做不到,那么我们就无法真正前往太空;如果我们能,而且我相信真的可以,那么核融合火箭是必要的。它对人类进化成太空居民是关键工具。」

不过,目前的核融合实验都不能长期维持,现在就要做太空火箭是否可行?该公司的科学顾问认为,或许太空才是合适的核融合实验场,太空中缺乏大气层和超冷的温度,更有利于核融合反应。