核融合技術7大分析2023!(持續更新)

Posted by Ben on January 24, 2020

核融合技術

由上述的內容可觀察到,核能的發展需要強有力的政策來支持,但該行業還必須在成本控制面做得更好,在安全無虞的情況下做到發電效率提升,淨電力表現更佳,以確保核能在未來具有競爭力。 而政府投資以及學校的科研長期投入仍是新核能科技實現的必要條件,不僅要適用於發電廠,最新技術的開發與投入還要能更合使用情境。 核融合技術2023 核融合技術2023 這是因為很少有私營部門能具備充足的資金,用於此類資本密集型和支撐長期的投入(耐心資本)。 核能發電可以在低碳排的能源系統中發揮重要作用,以協助國家在經濟與環境的調整中安然渡過。 Newcleo短期的目標是開發出可用於船舶或島嶼的小型核子反應爐(20MW),中長期目標是在十年內開發出能夠為國家電網供電的200MW核子反應爐。

核融合技術

「華爾街日報」報導,美國預計美東時間13日上午10時(台北時間13日晚間11時)在華府的能源部本部宣布核融合技術進展。 前者是由一顆原子核,分裂為多顆較輕的原子核;後者則相反,由兩顆或以上的原子核,結合成一顆較重的新原子核。 危險性最高的核廢料即是從核反應爐中移出的高階核廢料(High Level Waste,HLW)或用後燃料棒(spent fuel),其放射性可維持達數萬年之久。 雖然核能只是利用鈾礦去取代天然氣或煤炭,但這看似微小的差異,卻讓核電成為了人類過去大半個世紀以來的夢魘。

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在我們的 有生之年可能就會看到核融合成為主要的商業發電方式,雖然它的發展太緩慢,無法解決我們在能源安全和全球暖化上的燃眉之急。 科學家數十年來一直在發展核融合技術,支持者說,核融合是一種乾淨、充裕且安全的能源來源,最終可能打破人類依賴化石燃料、助長全球氣候危機的局面。 例如,雖然反應爐內的電漿溫度高達幾百萬度,但用來壓縮電漿的磁鐵必須保持在負 200 度以下,否則磁鐵的表現會因為電阻的累積而降低。 懷特教授想到利用一種超導體的膠帶,這種超導體膠帶的超導溫度比其他超導體來得高;也就是說,就算在稍微高溫的情況下也能夠避免電阻的累積,而因為花費較少的能量在冷卻上,可以稍微降低托卡馬克的運作成本。 1950 年代起,科學家就使用一種叫做托卡馬克(tokamak,又稱環磁機)的環狀機器,藉由磁場來累積核融合反應的電漿環境。 但過去從未有人將高熱又夠稠密的電漿進行持續的反應,光是消耗的能量就遠比獲得的能量還來的多。

由於疫情與俄烏戰爭,去年 11 月在埃及舉辦的「聯合國氣候變化會議 COP27」幾乎是原地踏步。 官員說明,具體做法是要開挖隧道,並非直接打入地底,以芬蘭、瑞典高放處置為例,用過核燃料是裝進5公分厚銅罐、密封完成,才放置地底深處,目前芬蘭正申請運轉執照中。 美國夏威夷茂宜島(Maui)多處野火因颶風帶來的強風而迅速擴散,至九日至少造成卅六人死亡,廿多人嚴重燒傷,成為美國近年來... 美國疾病管制暨預防中心最新統計,被專家暱稱「艾里斯」(Eris)的COVID-19新變異株EG.5,最近已成為美國主要流... 日圓兌美元12日盤中升破140日圓價位,分析師認為原因是空頭部位平倉與套利交易結束,背後的總經預期包括全球經濟衰退的預期...

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語言治療與聽力學系主任鄭湘君接續分享到,語言與聽力在老人退化的過程中扮演極重要的角色,當老人聽不到就不想講、不溝通會加速退化。 「只可惜目前醫療院所的語言治療師、聽力師嚴重不足,更別說是長照機構了。」因此弘光科大語聽系幫助學生獲得藍海專業,不僅未來能成為搶手人才,更能幫助長者活得精采。 「華盛頓郵報」報導,目前核融合領域的專家認為時間倒還次要,最主要癥結在於各國政府與民間財力能否加大資助研發力道,如果條件允許,第一座核融合發電的原型廠有可能在2030年代出現,屆時距離實現商用就為時不遠。 相較於核分裂,核融合僅會產生如防護衣、過濾器等低階核廢料,通常經過淺層掩埋數十至數百年,輻射值即可回復至接近一般環境的背景值。

  • 這次的突破主要是來自於對基礎科學(電漿物理)更深入的了解、工程技術的突破及科學家與工程師更有效的合作。
  • First Light的核融核方法安全相對,具有改變世界能源系統的潛力;與現有的核能發電不同,沒有長壽命的放射性廢物,沒有熔爐風險,並且可以找到豐富的燃料。
  • CFS預計到2025年將有機會實現藉由SPARC從核融合中在時間更短、成本更低的條件下獲得更高的淨能量(Net Energy),並在2030年初完成ARC核能發電廠的建置。
  • First Light的設備相對簡單,大部分由現成的組件所構成;First Light認為這種方法加速了核融核發電商業化的進程,因為有大量的現存工程技術可以重複使用,以實現其對發電廠的設計。
  • 在這個過程中,使用過的鈾燃料與二氧化鈽混合(Plutonium Dioxide;PuO2),有時也與二氧化釷(Thorium Dioxide;ThO2)混合,然後可以再次用於核子反應爐。
  • 相較於核分裂,核融合僅會產生如防護衣、過濾器等低階核廢料,通常經過淺層掩埋數十至數百年,輻射值即可回復至接近一般環境的背景值。
  • 包括貝佐斯資助的 General Fusion,該公司希望能在 2022 年發展出反應爐的原型,並開始測試;英國公司「托卡馬克能源」(Tokamak Energy)也希望能在 2030 年啟用核融合電力。

浜松光子學株式會社在企業和機構排名中排在第5位,豐田排在第7位。 浜松光子學在雷射照射氫原子核技術方面具有優勢,豐田的全部13件相關專利均為與浜松光子學聯合申請,正與浜松光子學合作推進研究。 拜登政府為了推動民營企業的商用化,2022年9月推出實施5000萬美元資金支援的方針,政府正在加強技術開發的支援體制。 根據報導,整座反應爐裝置約由1000萬個零組件構成,裝置所需的巨大磁鐵直徑則長達24公尺,其中的托卡馬克裝置更重達2萬3000公噸,相當於3座巴黎艾菲爾鐵塔。 此外,光是繪製ITER的3D草圖就需耗費 2 TB的電腦硬碟空間,才能進行計算。 急需穩定有效率且付得起的綠電來源,我們的經濟才能永續蓬勃發展下去。

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美國科學家把192束高能量雷射光束,導引至含氫同位素氘和氚的氫燃料球,壓縮氫燃料密度至鉛的100倍,並加熱至攝氏1億度高溫,藉此引發熱核融合。 (中央社華盛頓12日綜合外電報導)美國能源部將於13日宣布目前研究中的核融合技術取得重大突破。 核融合技術 另外,聚界潔能的桌上型核融合系統,已有其他國際公司注意到其技術,正在其後跟進,所幸公司掌握了三十多項專利,目前不僅吸引了新加坡投資公司的興趣,聚界潔能公司也計畫今年上半年向美國能源部申請補助。

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在溫度高達數百萬度的環磁機裡,沒有東西能維持固態,那我們要如何讓氫在其中反應呢? 這種方式叫磁場局限(magnetic confinement)。 這種「磁容器」應該長成什麼樣子並不是那麼顯而易見,而早先嘗試的結果都太過易漏。 雖然環磁機也會滲漏,但是滲漏的速度緩慢,因此我們希望氫能夠在其中停留得夠久以進行熱核反應。 2019年11月,美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室正在進行一項等離子體線性實驗(PLX),旨在結合目前兩種核融合方式之所長。

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相較目前核能電廠使用的核分裂(Fission)技術,由一個較重的原子核分裂成較輕的原子核,具輻射性並有核廢料產生。 而核融合(Fusion)技術則以兩個原子核融合為較重的原子核,無輻射性,無核廢料,是無污染的核能技術、清潔能源的聖杯。 它和傳統的核能發電大不同,目前核能發電是靠鈾元素的分裂來產生能量,會有輻射廢棄物;核融合則相對安全,為什麼? 根據科技部網站「科技大觀園」的核融合介紹資訊,核融合反應後的放射線,比現在所謂的核電相對低很多,所以不會有廢料放射性的安全問題。 〔即時新聞/綜合報導〕美國能源部13日宣布可製造「永不枯竭」、「安全潔淨能源」的核融合技術迎來「重大科學突破」,國際高度關注。 不過台灣軟體界名人、艾爾科技公司創辦人及執行長林宜敬跳出來揭露核融合技術所謂重大突破的「真相」,引發討論。

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隨著烏俄戰爭局勢持續延燒,外界擔心俄羅斯恐會被逐出參與國名單。 ITER傳播部門負責人科布倫茨( Laban Coblentz)對此表示,ITER最早的構想源於冷戰時期,當時即希望意識形態不同的國家,能藉由工程合作,打破對立局面。 但他坦言,儘管俄羅斯目前仍能參與工程,但未來情況實在難以預測。

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美國能源部長Jennifer Granholm指出,這次實驗成功是核融合研究、核技術、能源史都極為重要的里程碑事件。 核融合技術 核融合技術 科技日新月異、創新與顛覆節奏越來越快的今天,或許很難想像:某技術突破居然要超過半個世紀的時間。 12 月 13 日美國政府宣布耗時整整 70 年才達成的「重大技術突破」。

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雖然150%的淨能量增益對比此數字,仍有很大的進步空間,但已是研究逾70年來的重大里程碑。 LLNL此次採取「慣性局限融合」(Inertial confinement fusion)技術,透過192束超高能量雷射光束,加熱裝了氘及氚的燃料球,創造有如太陽中心高溫、高壓的環境,以誘發核融合反應。 日前,美國勞倫斯利佛摩國家實驗室(LLNL),首次在核融合反應中實現淨能量增益(net energy gain),也就是產生的能源大於消耗的能源。 CFS 與美國麻省理工學院(MIT)正在攜手進行一個名為 SPARC 的項目,希望在 年以前成為第一個達到「淨能量增加」(net energy gain)的核融合反應爐 ,使產生的能量多於消耗的能量,熱能將水變為蒸汽,即可推動汽輪發電機組發電。 穩定核融合反應爐內的電漿,也是一個門檻 ,電漿是一種極為脆弱的物質狀態,如果中斷,則融合反應則會停止。

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今日,同一批科學家再度在核融合反應中實現淨能量增益,並且產生了比去年更高的能量輸出,這代表人類離能源聖杯的夢想再進了一步。 去年12月,加州勞倫斯利弗莫爾國家實驗室(Lawrence Livermore National Laboratory)首度「點火」(ignition)成功,實現核融合反應的輸出高於輸入,以2.05兆焦耳產生了3.15兆焦耳能量。 《科學人》報導,過去使用核分裂技術的核電廠,因為建設地點、核廢料問題與核災爆發等狀況,引發大量的社會輿論。

核能專家指出,核融合應有機會從核分裂的錯誤中學習,深入思考能源公平與正義,包括核電廠建設地點、社區能源供應等議題都要一併思考,「至少我們這次要嘗試做對」。 日前,核融合反應有了重大突破,成功達到釋放能量為輸入能量的1.5倍(150%能量淨增益),但距離穩定的商業運用仍需要數十年的時間。 因此二戰後,全球科學家汲汲營營地投入研究,希望在地球上打造「人造太陽」,利用近乎無盡的乾淨能源來實現供電目標,以解決能源危機和環境污染等問題。 李羅權說,聚界潔能的技術,獨立於這兩派之外開發出新式核子反應設備Alpha 核融合技術2023 Ring Fusion Reactor,利用自然環境中的閃電原理,在實驗室中促成質子撞擊硼元素,進一步產生核融合後釋放能量。 從1950年代開始,人類發展核融合技術的主流有兩派:一為慣性約束核融合,最代表性單位是美國勞倫斯利佛摩國家實驗室(LLNL);另一為磁約束(magnetic confinement)核融合,目前法國興建中的ITER,就屬於磁約束核融合反應設備。

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然而,這些方式也仍然在實驗開發階段,因此此突破距離商業運轉還有一段路要走,但這次的突破讓我們看到實現核融合發電的曙光。 美國實驗室再度用核融合產生能源淨產出,去年12月核融合發電產出的能量首度大於消耗的能量,有望產生乾淨能源,但卻遭到外界質疑實驗無法複製,難以商業化。 但美國實驗室今年重複該實驗,不僅再度成功,能源產量還比去年更高。 低溫核融合係將量子理論不可行的兩顆質子在對抗互相的「強力」之後無限推進,互相融合,放出巨大能量後,只排放水、氪、氙(地表海水中有一○%),是可以遠遠超越鈾二三五核分裂發電的乾淨永續能源,但需要高溫電漿與粒子束注入等核心技術,因此必備電漿專家。 相較之下,不少支持者認為核融合是一種乾淨、安全的能源,有更多優勢,包含沒有核災風險、較少輻射廢料等。 其實,早在1953年人類就成功製造出核融合反應,也就是蘇聯引爆的第一枚核武器「氫彈」。

原能會核研所長期致力電漿物理研究,早年著重研究原子核物理理論,1990年代環保議題躍上檯面,轉而開發友善環境的電漿物理技術,再技轉給廠商,協助產業製程升級。 陳孝輝舉例,過去鍍膜技術是使用化學溶劑,產品被歐盟拒於門外,廠商經過技轉,不僅成本降低,產值也更上一層樓。 陳孝輝進一步說,近年國際研討會討論核融合發展所需關鍵技術,第一個即是基礎電漿物理,畢竟一旦實驗過程出現意外,都要回歸電漿物理尋求解決方案,凸顯這項技術重要性。 但另一方面, 核融合一直面臨一個難纏的問題:利用目前的技術,核融合會吞噬其創造的所有能量來維持反應,而缺乏「淨能量」為其他設備提供動力 。 自 1951 年12 月 20 日人類首次用核反應爐產生出電能,至今 70 年過去,仍沒有任何一個國家可以解決「如何安全處置核廢料」的問題。

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因此,過去科學家開發了一種環磁機(tokamak,又稱托克馬克),利用磁場將電漿安全地容納在容器中。 以核融合反應生產能量,成功的例子目前只有一個,就是氫彈—以高熱使氫原子核融合成氦原子核,因而損失的質量便會轉換為能量。 但是,在一狹小空間中維持足以點燃核融合反應的高溫,一直是以核融合發電的棘手問題。 核能發電是由連鎖的核分裂反應進行,其發電過程與燃燒煤炭、天然氣不同,並不會產生碳排放,且連鎖反應在無外力介入的情形下會長時間進行,一般可以連續發電18個月,若無任何意外,能夠持續穩定地發電。

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隨着原子核質量的增加到一個臨界點時,聚變反應所需克服的位能大於反應放出的能量,即沒有淨能量產生。 根據金融時報,加州勞倫斯利佛摩國家實驗室(Lawrence Livermore National Laboratory, LLNL)首度從核融合反應中達成「能量淨增益」(net energy gain),意謂產出的能量高於引發反應所使用的能量。 實驗用的甜甜圈形狀機器稱為托卡馬克(tokamak),JET是全球最大的托卡馬克可運行設施,需要各0.1毫克的氘與氚(兩種氫的同位素),加熱到比太陽中心高10倍的溫度後,在機械內部真空室的磁場壓力下產生電漿(plasma),JET最終在5秒內展示了電漿體的穩定性。 此外,懷特教授的團隊也發現,當他們把超導膠帶纏繞於托卡馬克的銅線圈上時,能夠加倍他們施加於電漿上的磁場強度,減少電漿外洩及過度冷卻的情形。 最好的是,以這種膠帶取代一般硬性的超導體能讓反應爐大小縮小到原本的 10 倍。 此外,若將這種半導膠帶以具有連接點形式分段使用,則反應爐上的磁鐵可以在需要維修或更新時輕易且快速的附著與取下,如此當裝置上某個零件損壞時,就不必整個替換。



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