ITER+First Light提出新穎的 核融合

[peter]

https://technews.tw/2022/04/08/first-light-fusion/ 


該公司主要是用類似空氣槍的設備，利用高超速「鎢彈」撞擊嵌入氘燃料的目標物，藉由撞擊產生的衝擊波帶來高溫與龐大壓力，瞬間的壓力比氣壓高出 10 億倍，足以構成核融合反應的條件，另一方面科學家還透過在燃料塊附近放置多個空腔，能精確調整超高速彈射產生的衝擊波。

First Light 技術靈感源於槍蝦（pistol shrimp），這種短短小小只有 5 公分的蝦子在狩獵時，會快速閉合巨螯發射「水槍射擊」，噴射出時速每小時 96 公里的水流，將獵物擊暈甚至擊斃。高速水流也伴隨空蝕現象（Cavitation），極小低壓氣泡從產生到碎裂只有短短億分之一秒，泡泡破碎時產生的溫度甚至跟太陽表面的溫度一樣高。

除了以槍蝦做為靈感幕斯，First Light 也透過特殊設計放大效果，利用軌道炮的電磁設計，以時速高達每秒 6.5 公里瞄準並擊中目標物，產生約 1 TPa（terapascal）衝擊力，當燃料方塊爆炸時，速度會加速到每秒 70 公里，最終壓力可以高達 100 TPa，核融合反應釋放出的熱能跟中子則會被反應爐內 1 公尺厚的液態鋰金屬吸收。

[peter]

 

PTT

[新聞] 核融合研究重大突破！五秒內創59兆焦耳
時間Tue Feb 15 12:00:02 2022

英國原子能局(UKAEA)於2022 年 2 月 9 日宣布，位於牛津的歐洲聯合環狀反應爐
(Joint European Torus；JET) 實驗室的 EUROfusion 科學家和工程師，在核融合（或稱
核聚變，Fusion Energy）取得了突破性里程碑進展，成功將氫的兩種同位素氘和氚擠壓
在一起，產生「氘氚融合」，在五秒內創下59 兆焦耳(megajoules)紀錄，產生11兆瓦的
能量。

[peter]

https://technews.tw/2022/08/16/tae-technologies/   
 氫硼融合 10 億度
美國 TAE Technologies 的氫硼融合技術有機會在 2030 年將溫度提高到 10 倍之多嗎？

核融合研究漫長又複雜，為了在地球上打造一個能與恆星媲美的能量設備，科學家們研發出各式各樣的核融合方法，包括「雷射約束核融合」和「磁約束核融合（托卡馬克）」，其中一個較為特別的氫硼融合，其優勢在於不會產生中子，因此不會產生任何放射性廢料。

TAE Technologies 於 1998 年成立，獲得已故微軟共同創辦人艾倫（Paul Allen）、美國石油大王洛克斐勒家族與高盛集團贊助，目前已經募得超過 12 億美元，長期合作夥伴包括Google、雪佛龍與米州住友商事，該技術有別於外觀像甜甜圈的托卡馬克核融合技術，TAE 核融合設備外觀除了有第五代 Norman（諾曼），現也正研發第六代氫硼核反應爐 Copernicus（哥白尼）TAE 將在加州歐文市面積約 100,000 平方英尺的設施中建造哥白尼反應爐。第五代諾曼的表現相當好，原先目標是將電漿溫度設定為 3000 萬℃ ，但 TAE 已經證明能夠在 7500 萬 ℃ 下維持電漿，讓公司能提前完成計畫。

不過該公司的目標不僅僅是 1 億 ℃，是 10 億 ℃。只是該技術的挑戰在於，硼是個比氚更大的原子，核心有更多的正電荷，所以在磁約束設計中，你需要更多的能量來才能融合，若說核融合溫度要求已經更高，那氫硼融合需要高達太陽核心 200 倍的溫度，接近 30 億 ℃。

但氫硼融合電廠不會出現熱失控、爐心溶解問題，TAE 執行長 Michl Binderbauer 表示，氫硼也沒有放射性，風險狀況比核分裂更安全，但整個產業都還在努力跟政府討論出監管框架，什麼是公平的、又有哪些能讓公眾感到安心。

去年英國已經頒布核融合相關法規，政府方認為這項技術跟核分裂不同，因此需要不同的法規，美國的核能管理委員會則在過去一年中一直舉行聽證會，討論核融合電廠的審查嚴格程度是否要跟核分裂一樣。

如果有著相同的審查規格，核融合商業化可能還要再延長 10 年，同時成本也會提高，那麼現在商用氫硼核融合的成本落在哪？假設一切按計畫進行，核融合電廠有機會在 2030 年代初到中期進入能源市場，用來支撐再生能源的電網。

Binderbauer 表示，美國燃氣發電成本約為每度電 1 到 2 美，安全性較高的核能則比較貴、約為每度電 10~15 美分，預計團隊的第一代電廠可以落在 6~7 美分。”

[peter]

https://technews.tw/2022/11/17/burning-plasma-high-energy/ 

為了在地球上打造可媲美恆星的強大能源，科學家們努力鑽研核融合技術，盼能產生乾淨、無限的能量。而美國科學團隊在今年初透過高功率雷射光，成功實現「燃燒電漿（burning plasma）」後，再次有新發現，他們發現其中有個奇怪、無法解釋的離子行為。

自 2009 年以來，勞倫斯利佛摩國家實驗室（LLNL ）的國家點火設施（National Ignition Facility，NIF）的科學家們一直在研究核融合技術，為產生龐大壓力和溫度，以 192 台雷射發射出 1.9 兆焦耳（MJ）的紫外線能量，再照到小如滾珠軸承大小的環空器（hohlraum）中，內爆其中的燃料膠囊，才有機會將原子融合成氦，並釋放出巨大能量。

今年 1 月國家點火設施的核融合反應成功釋放出 1.35 MJ 焦耳能量，這也是首次核融合過程所產生的能量超過總輸入能量，雖然只有短短幾納秒，但仍是核融合慣性局限融合（ICF）的新篇章。

團隊進一步分析發現，燃燒電漿以一種意料之外的方式呈現，電漿顯示出比模型預測更高的能量，對於處於熱平衡狀態的氘-氚（DT）電漿，平均中子能量高於預期。論文主要作者 Alastair Moore 表示，我們無法用模擬 ICF 正常輻射流體動力學代碼預測出的事情，或許也無法預測出。

科學家們將電漿出乎意料的高能量行為當作都卜勒效應（Doppler effect），就像當警車、消防車駛近再遠離時，警笛聲出現的變化一樣，Moore 表示，其中一個解釋為氘和氚離子不平衡，因此還需要更先進的模擬能力才能再深入研究，我們正在與洛斯阿拉莫斯國家實驗室、麻省理工和英國倫敦帝國理工學院團隊合作，盼能成功解惑。

團隊認為，核融合反應中的離子行為跟之前預期的不同，或許能為將來的雷射核融合設計提供重要見解。

[peter]

新創公司 新想法

1.  Helion Energy 用對撞直接的產生能量說eff 90% 產生了電流發電
https://today.line.me/tw/v2/article/7NZMe5J

美國核融合新創 Helion Energy 最近完成 5 億美元 E 輪融資，這筆資金將會用於建置第七代反應爐北極星（Polaris）原型，有望成為第一個展示淨發電的核融合設備，預計可以在 2024 年實現。其中 E 輪融資由全球最大孵化器 Y Combinator 前總裁兼 OpenAI 現任執行長奧特曼（Sam Altman）領投，目前奧特曼也是 Helions 公司的執行主席，另外 PayPal 聯合創辦人泰爾（Peter Thiel）、eBay 前總裁斯克爾（Jeff Skoll）以及 Facebook 聯合創辦人莫斯科維茨（ Dustin Moskovitz）也有參投，Helion 達到關鍵業績里程碑還有額外 17 億美元。

2.  美國新創公司 — Commonwealth Fusion Systems（CFS）
https://esg.businesstoday.com.tw/article/category/180697/post/202102220018/%E7%8D%B2%E6%AF%94%E7%88%BE%E8%93%8B%E8%8C%B2%E3%80%81%E8%B2%9D%E4%BD%90%E6%96%AF%E6%94%AF%E6%8C%81%EF%BC%81%E7%82%BA%E4%BB%80%E9%BA%BC%E9%80%99%E5%AE%B6%E6%96%B0%E5%89%B5%E5%85%AC%E5%8F%B8%E5%B0%88%E6%94%BB%E3%80%8C%E6%A0%B8%E8%9E%8D%E5%90%88%E3%80%8D%EF%BC%9F
為了穩定電漿狀態，CFS 的一大部分研究也集中在改進環磁機，製造出效果更好的磁鐵。更強的磁鐵，意味著電漿的絕緣性更好、被加熱的效率更高，產生的能量也就越多，最終產生淨能量（net energy）。CFS 的機器運作時，溫度將落在 1 億攝氏度左右。
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  2025 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。


3. 另一家 渦輪活塞 General Fusion
https://technews.tw/2021/06/19/general-fusion/
其中 General Fusion 已獲得貝佐斯與跨國電子商務公司 Shopify 創辦人 Tobias Lütke 投資，該公司採用的核融合技術有別於歐洲聯合環狀反應爐（JET）和國際熱核融合實驗反應爐（ITER）的托卡馬克，而是磁化定位核融合（Magnetized target fusion， MTF），盼能實現更小、能量更大的核融合。General Fusion 使用一個直徑三公尺、裝滿液態熔融鋰鉛金屬的球體，透過旋轉液體在中間形成一個垂直空腔（cavity），每一個脈衝時，將受磁局限（magnetically-confined）電漿注入空腔內，球體四周的活塞撞擊可產生壓力波到球體中心，並將電漿壓縮加熱，直到發生核融合反應，再以熱量推動蒸氣發電機發電，回收蒸汽後還可循環維持活塞運轉。

4. 電磁砲去做可控核融合  英國 First Light Fusion 新核融合解方
https://technews.tw/2022/04/08/first-light-fusion/
該公司主要是用類似空氣槍的設備，利用高超速「鎢彈」撞擊嵌入氘燃料的目標物，藉由撞擊產生的衝擊波帶來高溫與龐大壓力，瞬間的壓力比氣壓高出 10 億倍，足以構成核融合反應的條件，另一方面科學家還透過在燃料塊附近放置多個空腔，能精確調整超高速彈射產生的衝擊波。First Light 技術靈感源於槍蝦（pistol shrimp），這種短短小小只有 5 公分的蝦子在狩獵時，會快速閉合巨螯發射「水槍射擊」，噴射出時速每小時 96 公里的水流，將獵物擊暈甚至擊斃。高速水流也伴隨空蝕現象（Cavitation），極小低壓氣泡從產生到碎裂只有短短億分之一秒，泡泡破碎時產生的溫度甚至跟太陽表面的溫度一樣高。除了以槍蝦做為靈感幕斯，First Light 也透過特殊設計放大效果，利用軌道炮的電磁設計，以時速高達每秒 6.5 公里瞄準並擊中目標物，產生約 1 TPa（terapascal）衝擊力，當燃料方塊爆炸時，速度會加速到每秒 70 公里，最終壓力可以高達 100 TPa，核融合反應釋放出的熱能跟中子則會被反應爐內 1 公尺厚的液態鋰金屬吸收。

[peter]

能源聖杯真要降臨了？美國聯邦 Lawrence Livermore 實驗室，傳將宣稱核融合有重大突破！  https://www.inside.com.tw/article/30066-nuclear-fusion-breakthrough

美國勞倫斯利佛摩國家實驗室（Lawrence Livermore National Laboratory）科學家首次成功在核融合反應中實現能量淨增益（net energy gain），這將是人類取得無限且零碳排能源的重要里程碑，未來有機會透過核融合獲所需的零碳排能源。
研究員得出的結果為，可產生 2.5 兆焦耳（megajoules）的能源，相較於用於實驗中的 2.1 兆焦耳多出了 120%。


2019
https://kknews.cc/zh-tw/science/ejnrvez.html

[peter]

https://news.ttv.com.tw/news/111121400059001
美國核融合研究重大突破！產能首大於消耗

https://tw.news.yahoo.com/%E7%BE%8E%E5%9C%8B%E6%A0%B8%E8%9E%8D%E5%90%88%E7%A0%94%E7%A9%B6%E9%87%8D%E5%A4%A7%E7%AA%81%E7%A0%B4-%E7%94%A2%E8%83%BD%E9%A6%96%E5%A4%A7%E6%96%BC%E6%B6%88%E8%80%97-002911470.html
 產生的能量大於消耗的能量，約有200萬焦耳輸入、300萬焦耳輸出。不過專家認為，這次實驗的核反應設施造價太高，不太可能是未來商轉的發電方式，加州研究人員也坦言，距離發電商轉恐怕還需要幾十年。

核反應設施造價昂貴 發電商轉恐等數十年

核融合發電汙染低，核反應所需的元素氘跟氚在海水中幾乎是取之不盡、用之不竭，可望減緩全球暖化危機。

雖然這次實驗達成核融合的重大里程碑，不過產生的能量只能夠用來煮沸不到10公升的水，距離發電商轉恐怕還有一段路要走，加州勞倫斯利佛摩國家實驗室主任布迪爾指出，要實現核融合發電商轉，還必須做到很多事，每分鐘要製造非常多次的核融合點火，這得要有一個耐用的驅動系統，可能還需要幾十年。



https://www.cnbeta.com.tw/articles/science/1335175.htm 
在聚变过程中，两个轻核结合成一个较重的核，释放出大量的能量。这就是12月5日在美国能源部劳伦斯-利弗莫尔国家实验室（LLNL）实现的--在实验室环境下的第一次。

[peter]

科學家達成核融合的重要里程碑  https://chinese.engadget.com/first-fusion-reaction-ignition-010055285.html   美國勞倫斯利佛摩國家實驗室的一個團隊，稍早於 12 月 5 日達成了核融合實驗的一個壯舉 —— 由核融合反應輸出了大於輸入的能量。這個實驗是由美國的國家點火設施（National Ignition Facility）所達成，採用 192 個高能鐳射，由四面八方均勻地撞擊中央一個僅數厘米大小的燃料圓柱，並靠著這瞬間的強大能量，將燃料圓柱中心的「氘-氚」燃料電漿化，並進行核融合，產生能量。

點火設施 一共有 2.05MJ 的能量抵達燃料球，而燃料球在點火後則是產生了 3.15MJ 的能量輸出。以絕對數字來說，這僅相當於 680g TNT 所含的能量，但光是能獲得淨能量輸出，就已經是個非常了不起的成就了。國家點火設施其實在去年 8 月時，就已經將輸出比提升到了 71%，顯然這一年多來又有了長足的進展。不過必須一提的是，2.05MJ 僅是「抵達」燃料圓柱的雷射的能量，在這之前輸入到雷射產生系統內的總能量大約是這個的十倍，只是在過程中以散射、電漿、加熱實驗艙壁等各種方式被損耗了。因此要在整個系統的層面取得淨輸出，還有不短的路要走。

但即便如此，NIF 達成核融合的淨輸出，對於長期充斥著悲觀情緒的核融合界，無疑是一劑強心針。當然，雷射壓縮點火技術是否能連續產生能量，以及能以多大的規模產生能量，目前都還是未知，因此還很難說能否擴大到發電廠等級的大小。不過同一時間歐洲一方還有完全不同技術的 ITER 核融合反應正在興建中，目前預計 2025 年首度啟用。如果 ITER 的磁約束電漿技術被證實可行的話，那就有兩條通往商用核融合的可能路線了。

在發表成果的記者會上，NIF 的專家們首度樂觀地表示核融合不再是永遠「50 年後」都實現不了的技術。在有了實證的基礎後，政府和民間單位便更有可能投入更多資金來開發實用化的核融合技術，並加速核融合的發展。或許，在有生之年看到核融合電廠商轉，還是有可能的呢！

PTT
雷射充能耗費了400MJ的能量

[peter]

全球核融合裝置 133 座，最大實驗反應爐 220 億美元  https://technews.tw/2022/12/25/nuclear-fusion-reactor-iaea-iter/

[peter]

https://technews.tw/2022/12/25/nuclear-fusion-plasma/
銜接核融合發電未來，核研所：台灣應先衝刺電漿技術

核融合核心技術是「電漿物理」，面對全球暖化倒數計時炸彈，各國高喊減碳、衝刺再生能源，台灣海峽一支支離岸風機，要忍受風吹日曬雨淋、抗腐蝕運轉至少 10 年，背後很大技術功臣也來自於電漿物理。

[peter]

https://www.cnbeta.com.tw/articles/science/1375345.htm 

[peter]

台灣出現全球第一的核融合技術 會是下一座護國神山？  https://money.udn.com/money/story/5612/6952476

台美兩地科學大老參與的台灣聚界潔能最近宣布，該公司發展獨步全球的「桌上型核融合系統」，最快三年後就可邁入全球商用市場。

聚界潔能公司發展的桌上型核融合系統，早在2021年8月就已經做到淨能量增益率超過100%，至今已能連續運轉超過8小時。 台灣聚界潔能公司是美國聚界潔能國際（Alpha Ring International）台灣子公司，聚界潔能國際成立於2015年，核融合技術原理是由出生澳門的加州大學洛杉磯分校名譽退休教授黃耀輝所開發，後來被國內創投界大老、中經合集團董事長劉宇環進一步發崛。

劉宇環得知，黃耀輝和我國的前國科會主委李羅權是多年好友，在劉宇環的投資主導下，將技術引進台灣，由李羅權在台灣主持系統精進及商業化技術發展。

桌上核融合最快2027問世

https://tw.news.yahoo.com/news/%E6%9C%AA%E4%BE%86%E6%BD%94%E6%B7%A8%E8%83%BD%E6%BA%90%E4%BB%A3%E5%90%8D%E8%A9%9E-%E6%A0%B8%E8%9E%8D%E5%90%88-%E4%BB%96%E7%9C%8B%E5%A5%BD%E5%8F%B0%E7%81%A3%E8%83%BD%E6%95%B4%E5%90%88%E4%BE%9B%E6%87%89%E9%8F%88-%E6%89%93%E9%80%A0%E4%B8%8B%E5%BA%A7%E8%AD%B7%E5%9C%8B%E7%A5%9E%E5%B1%B1-000000310.html

[peter]

https://www.youtube.com/watch?v=o0TxWjE9trE 

[peter]

https://www.cnbeta.com.tw/articles/science/1387533.htm

[peter]

https://technews.tw/2024/07/04/iter-postpone/ 

世界上最大核融合設備國際熱核融合實驗反應爐（ITER）正式宣布，受到疫情衝擊，托卡馬克裝置進度將延後，核融合運作至少要到十年後才可以看到。