核融合

「To 用核能, or not to 用核能」這個問題,是許多國家都須面對的兩難抉擇。除了傳統會產生高污染廢料的核分裂發電,核融合技術才是目前英國、美國、中國、印度都在用力研發的創新能源技術。如果能用核融合進行穩定發電,將會成為未來乾淨能源重要技術分水嶺!

最近,來自美國華盛頓的核融合新創 Helion 剛完成了 E 輪融資,光是領投人山姆‧奧特曼(Sam Altman)就大手筆狂撒了 3.75 億美元,也創下了他個人有史以來對新創企業的最大投資數目。

矽谷創新大佬 Sam Altman為什麼願意投資核融合? 

奧特曼曾任全球最大孵化器 Y Combinator 的總裁,更曾與馬斯克(Elon Musk)等人共同創辦了研究人工智能的組織 Open AI。

現年 36 歲的奧特曼在矽谷打滾多年,對於人類的未來有著自己的一套想法:人工智慧的生產力將能達到指數型成長,進而降低現有商品與服務的成本;在人工智慧的發展之下,許多人類的工作將被淘汰,而全民基本收入便成為了必要條件;想要達到這樣的未來,則需要幾乎無限且低成本的綠色能源。

奧特曼相信核融合發電是人類擺脫氣候危機的最佳機會,在 CNBC 的採訪中,奧特曼更提到「降低能源成本是提高人類生活品質的最佳方式之一」,認為兩者間的關聯十分密切。

♦ TO 延伸閱讀:一間專攻「核融合」發電的新創,跟 MIT 正在聯手研發全新發電方法

致力將核融合技術商業化,新創公司Helion 快接近聖杯了?

Helion 公司主打的服務之所以跟過去的核能發電不同,在於其嘗試的是核融合、而非核分裂,而這兩者基本上是兩個相對的反應:核分裂透過中子撞擊重原子、將其分裂成較輕的原子,並在過程中放出能量;核融合則是將較輕的原子碰撞、形成較重的原子。前者是一般核能發電就能達成的,後者則是在恆星內部發生的反應。

Helion 致力將核融合商業化,他們的秘密武器外型既窄又長,長得像這樣:

這個機器利用了磁局限融合(Magnetic confinement fusion)的原理,先在一開始將「氘」( deuterium)與氦的同位素「氦-3」(Helium-3)加熱至電漿狀態,再利用磁場將電漿中的帶電粒子進一步加熱,直至可達到核融合反應的溫度,也就是攝氏 1 億度。

在這個狀態下,氘與氦-3 會開始融合,產生的能量極高,而隨著能量產生,電漿也會跟著膨脹,隨著電漿膨脹,又會回推磁場,根據法拉第電磁感應定律,磁場的變化會產生電流,而 Helion 便能以此發電啦!

達到標準只是開始,下一步往淨發電邁進!

Helion 的共同創辦人兼執行長 David Kirtley 將自家的機器比喻做柴油發電機,而過去的技術根本就只是營火,營火是直接靠生火來產生熱量,柴油發電機則是注入燃料並壓縮、加熱,好使它燃燒,如此一來,就能直接用成果來做些有用的事。

Kirtley 表示,這樣的系統最終會「更小、迭代速度更快,能讓人們更快獲得可商用的電力,並解決氣候變遷的問題」。

♦ TO 延伸閱讀:只花一年時間自學!13 歲男孩在家成功打造核反應爐,成為最年輕核融合科學家

Helion 目前是第一家成功讓核融合設備中的電漿溫度達到 1 億度標準的民間企業,本次獲得的資金會用於開發他們第 7 代的設施「北極星」(Polaris),這個設備在今年 7 月開始動工,預計將於 2024 年完成「淨發電」的目標,也就是除去發電的消耗後,能真正產生多餘電力。

(參考資料:CNBCHelion國家圖書館學術知識服務網,圖片來源:Shutterstock)