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討論區 => 天文新知 => 主題作者是: peter 於 2015-04-02 12:17:15



主題: ITER+First Light提出新穎的 核融合
作者: peter2015-04-02 12:17:15
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First Light提出新穎的 核融合

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韓核融合再獲進展,人造太陽 1 億度高溫維持 30 秒

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美國國家點火設施在鐳射核融合上取得重大突破輸出能量首度達到了輸入能量的 70%。

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人造太陽

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ARC(affordable, robust, compact)反應爐
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國際熱核融合實驗反應爐(International Thermonuclear Experimental Reactor,縮寫為ITER)是規劃建設中的一個為驗證全尺寸可控核融合技術的可行性而設計的國際托卡馬克試驗。它建立在由TFTR、JET、JT-60和T-15等裝置所引導的研究之上,並將顯著的超越所有前者。此項目預期將持續30年:10年用於建設,20年用於操作,總花費大約100億歐元。「iter」在拉丁文中意為「道路」,因此這個實驗的縮寫「ITER」也意味著和平利用核融合能源之路。
國際熱核融合實驗反應爐(International Thermonuclear Experimental Reactor,縮寫為ITER)是規劃建設中的一個為驗證全尺寸可控核融合技術的可行性而設計的國際托卡馬克試驗。它建立在由TFTR、JET、JT-60和T-15等裝置所引導的研究之上,並將顯著的超越所有前者。此項目預期將持續30年:10年用於建設,20年用於操作,總花費大約100億歐元。「iter」在拉丁文中意為「道路」,因此這個實驗的縮寫「ITER」也意味著和平利用核融合能源之路。

http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%A0%B8%E8%81%9A%E5%8F%98
(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/91/Cadarache_%28red_dot%29_CIA_World_Factbook_map.png/220px-Cadarache_%28red_dot%29_CIA_World_Factbook_map.png)


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


新創團隊野心大,將以低成本打造核融合發電站| TechNews
http://technews.tw/2014/08/19/startup-nuclear-fusion-helion-energy/
來自美國華盛頓的能源新創公司 Helion Energy,對核融合發電抱有巨大野心,計畫在三年內建造「輸出能量大於輸入能量」的核融合發電站,不僅如此,他們認為打造核融合反應爐的價格只需要幾百萬美元就可以達成,日前並完成首輪募資,有兩家公司 Y Combinator 和 Mithril Capital Management 投資 150 萬美元。


Helion Energy 由四位來自 MSNW 科學家所創立,MSNW 是從華盛頓大學獨立出來的公司,聚焦於將電漿物理學的相關研究轉化為航空與發電等商業應用,當初他們離開的原因是希望借助其它領域的電子設備技術,做出磁侷限核融合反應爐。到目前為止,Helion Energy 已投入 10 年的時間研究核融合的可行方式,最近研究團隊發現空間推進的技術配上智慧電網能用來控制磁場,甚至能「擠壓」其內的電漿提升核反應速度。

但這家公司並不打算一開始就設計大型發電廠,而是想與小型且分散式的發電站競爭,一來所需投入的成本較少,是其它百億等級起跳的大型核融合發電計畫的零頭,Helion Energy 的執行長柯特利(David Kirtley)表示這個反應爐「只需要幾百萬美元」;二來競爭者較少,某些採取傳統柴油發電方式的地區因交通不便,燃料運輸成本高,目前沒有好的方式能滿足這些市場的需求,對 Helion Energy 來說相對機會較大。



太陽核心溫度1500 萬度低溫 但是 因為重力下有高密度

http://pansci.tw/archives/58237
環磁機內部的核融合反應所需的溫度高達1億度,是太陽核心溫度的7倍!溫度這麼高是因為我們的耐心有限,希望能夠快速產生能量。太陽內部製造能量的速率非常低─即使核心中最熱的部 分也只有0.3瓦/公升。這個值比你的身體釋放出來的能量密度還要低(體重75公斤的成人平均會釋放出75瓦的能量,即1瓦/公升)。 太陽巨大的體積再加上所有的熱最後都會擴散到表面,彌補了低能 量密度。但是環磁機的體積有限,所以必須用更高的溫度,以及更容易反應的燃料(氘和氚,而不是一般的氫)來提高核融合的速 率。這些重氫的原子核裡含有額外的中子;中子不會影響排斥力的 大小(因為不帶電),但是會增加核力,從而提高原子核融合的速率。


(http://pansci.tw/wp-content/uploads/2014/04/url-560x523.jpg)
相對人工的須要產生到一億度或  5000萬度高溫
 須要靠磁場 +  電磁波加熱到高溫來引發 核融合




主題: 回覆: ITER 國際熱核融合實驗反應爐 還有商業化發電還須要多久 ?
作者: TT2015-04-02 12:43:43
ITER 的是磁局限甜甜圈 (Tokamak,形狀像甜甜圈) 反應爐
洛克希德馬丁之前公布的那個應該也是磁局限,但是看樣子不是甜甜圈形式
Helion Energy 的應該算是磁發動的慣性局限反應爐
美國 NIF 的則是雷射發動的慣性局限反應爐

我個人是比較看好慣性局限  ;D


主題: 回覆: ITER 國際熱核融合實驗反應爐 還有商業化發電還須要多久 ?
作者: peter2015-04-02 13:12:33
Tokamak 不是主流嗎

牛頓雜誌這期有提到這


http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E6%85%A3%E6%80%A7%E5%B1%80%E9%99%90%E8%9E%8D%E5%90%88
慣性局限融合(英語:Inertial confinement fusion,縮寫為ICF),也譯為侷限慣性核融合、慣性約束核融合、慣性限制氫融合、慣性局限融合,是一種核融合的技術。這項技術利用雷射的衝擊波使得通常包含氘和氚的燃料球達到極高的溫度和壓力,來引發核融合反應


國家點火設施(NIF)將固態燃料球放在環空器內,紫外光雷射由環空器兩端孔洞射入,但沒有直接射擊燃料球,而是照射環空器內壁,並將之加熱到發出強烈的X光束。由X光束照射燃料球,使燃料球發生內爆而產生核融合反應。這個作法的優點是,由環空器發出的X光束,可以更均勻的照射到燃料球表面,讓表層的爆裂時間更一致,在短時間內匯集最大能量。


ICF 只是引發 發生後電漿還是須要 靠Tokamak 慈場把電漿封起來吧 .

還是說  ICF 點發後那燒完後下個能量要如何 再放入中間 ??



主題: 回覆: ITER 國際熱核融合實驗反應爐 還有商業化發電還須要多久 ?
作者: TT2015-04-02 13:44:45
最簡單的解釋法:

磁局限核融反應試連續反應 => 瓦斯爐火
慣性侷限核融反應是脈衝反應 => 活塞內燃機

我覺得ICF的比較容易實用化的原因是:小型化應該比較容易,起爐時間與耗能應該非常少
還有一個重點:ICF的工作原理基本上跟核彈頭相同 (外爆震波壓縮鈽核起爆),既然不能做核試爆那就...  ;D ;D ;D


主題: 回覆: ITER 國際熱核融合實驗反應爐 還有商業化發電還須要多久 ?
作者: TT2015-04-02 14:05:08
http://aviationweek.com/technology/skunk-works-reveals-compact-fusion-reactor-details
這個是介紹洛克希德馬丁的核融爐,一樣是磁局限但是不用甜甜圈


主題: 回覆: ITER 國際熱核融合實驗反應爐 還有商業化發電還須要多久 ?
作者: peter2015-04-09 18:33:40
中国大型反场箍缩磁约束聚变实验装置在合肥开始总装
http://www.cnbeta.com/articles/384195.htm

在托卡马克基础上研制的反场箍缩磁约束聚变实验装置(英文:Torus Experiment)则是这一领域的最新成果,美国在1999年投入使用的“国家球形环实验”装置是世界首个此类装置。今天,据中国科大新闻网报道,我国的KTX(中文简称“科大一环”)装置已经进入最后整体安装调试阶段。这一成果也许仍未改变“可控核聚变距离现在还有25年”的现状,但这意味着中国在这一领域与世界领先国家的差距又有缩小。在可控核聚变领域,中国和美国目前是世界上投入最大的两个国家,据公开报道,中国目前已知的大型核聚变实验装置已有16个,仅次于美国的28个,第三名俄罗斯为5个。

不过观察者网查询发现,合肥工业大学2014年的一篇论文(作者王浩,导师宋云涛、王松可)指出:反向场实验揭示了许多不同于托卡马克物理的有趣现象,有的与空间和天体等离子体有密切联系,如可能的发电机机制问题。但从实现聚变的角度看,反向场的进展不理想。达到的等离子体参数很低,密度也不高,比压只有较小的提高(与托卡马克相比),而能量约束时间仅达毫秒量级。以最大的RFX装置为例,虽然该装置尚未在最高参数下运行,今后仍有提高等离子体参数的余地,但在目前已达到的参数下,等离子体总体参数明显低于同等欧姆电流下的托卡马克装置。这主要是反向场位形下的能量损失过大,杂质不易控制,而这一般是短脉冲实验的内在缺点,这一缺点可能严重阻碍反场位形反应堆应用前景。目前没有建造更大装置的规划,反向场研究已不再作为有可能代替托卡马克的替代途径。


主題: 回覆: ITER 國際熱核融合實驗反應爐 還有商業化發電還須要多久 ?
作者: peter2017-01-22 12:48:24

TAE 說
http://familystar.org.tw/index.php?option=com_smf&Itemid=45&topic=27558.0



主題: 回覆: ITER 國際熱核融合實驗反應爐 還有商業化發電還須要多久 ?
作者: peter2017-12-07 18:30:07
https://technews.tw/2017/12/07/iter-nuclear-fusion-plasma-tokamak-magnetic-confinement-fusion/

世界上最大的核融合實驗反應爐 ITER 最近宣布其施工已完成一半,專家估計它將在 2025 年 12 月進行第一階段測試,若實驗成功,將協助第一批核融合發電廠在 2040 年前投入運行,營運成本和核分裂反應爐相當,但少了反應爐熔毀的風險,也不會再產生壽命超長的放射核廢料。


國際熱核融合實驗反應爐(ITER)為一個旨在研究可行性核融合的巨型工程,目標是從電漿物理實驗研究到大規模電力生產的核融合發電廠,建成後將成為世界上最大的磁約束電漿物理學實驗場,同時也是目前建設中、世界上最大的實驗性托卡馬克(Tokamak,註)核融合反應爐。

ITER 項目由歐盟、印度、日本、中國、俄羅斯、南韓和美國 7 個成員實體資助和運行,歐盟為 ITER 主辦方,貢獻資金約 45% 左右,其他六方各貢獻約 9%,項目則預期將持續 30 年:10 年用於建設,20 年用於運行。


主題: 回覆: ITER 國際熱核融合實驗反應爐 還有商業化發電還須要多久 ?
作者: peter2020-07-30 22:14:16
https://www.cool3c.com/article/155322


主題: 回覆: ITER 國際熱核融合實驗反應爐 還有商業化發電還須要多久 ?
作者: 吳柏賢2020-08-02 20:50:35

https://www.aorqu.com/%E5%A6%82%E4%BD%95%E7%9C%8B%E5%BE%85%E4%B8%AD%E5%9C%8B%E3%80%8C%E4%BA%BA%E9%80%A0%E5%A4%AA%E9%99%BD%E3%80%8D%E6%9D%B1%E6%96%B9%E8%B6%85%E7%92%B0-east-%E9%A6%96%E6%AC%A1%E5%AF%A6%E7%8F%BE-1-%E5%84%84/zh-tw/?fbclid=IwAR1gFz8ERvGEfe-sDPRXAkUzqu4fOI-OOGc8IEF3hNGMXRv1Xl3-iZ6I890

為什麼研究核能?
一個文明有多先進,很大程度上取決於這個文明對能源的利用效率。

遠古時期對火的使用,使得我們脫離了茹毛飲血的原始社會。蒸汽機、內燃機的大規模的使用,則使高效利用化石能源成為現實,推開了工業社會的大門。

下一階段的人類屬於什麼文明我不清楚。但我知道,人類若想要走出大氣層進入群星之間,核能這個科技樹是一定要點滿的。
原因很簡單,地球上沒有任何能源的能量密度,能與核能媲美。同樣體積的燃料,核能釋放的能量,足足是化石能源的幾百萬倍。


主題: 回覆: ITER 國際熱核融合實驗反應爐 還有商業化發電還須要多久 ?
作者: peter2020-10-15 13:19:19

https://iknow.stpi.narl.org.tw/Post/Read.aspx?PostID=15746
ARC(affordable, robust, compact)反應爐是一種經濟實惠、堅固、緊密的產物,它是為了要減少核融合科學設備(fusion nuclear science facility, FNSF)的大小、成本、和複雜度所設計出的概念。更強的磁場可以產生核融合反應中超熱離子體(superhot plasma)所需的磁約束(magnetic confinement),而且是在比過去設想的更小設備中。


主題: 回覆: ITER 國際熱核融合實驗反應爐 還有商業化發電還須要多久 ?
作者: peter2020-10-15 13:20:31
http://www.mittrchina.com/news/5717 

9 月 29 日,《等离子体物理学杂志》(Journal of Plasma Physics)专刊一举刊登7篇研究论文,全面报道了美国麻省理工学院(MIT)与初创公司 Commonwealth Fusion Systems 关于新型可控核聚变反应堆研究工作的重大突破。

在一系列论文中,研究人员详细阐述了其关于小型化可控核聚变反应堆的理论研究进展。他们宣称,在使用了新型高温超导材料之后,其设计的 SPARC 反应堆将能达到与国际热核聚变实验堆(ITER)同等级别的性能指标,而体积却只有后者的 2%。

如果项目能够如期在 2025 年完成,这将成为世界上首个输出能量大于输入能量的可控核聚变反应堆,将人类关于可控核聚变反应的研究进展大幅提前至少十年;更为未来小型化、低建造难度的商用可控核聚变反应堆指出一条全新的发展路径。


主題: 回覆: ITER 國際熱核融合+ 國家點火設施 輸出能量首度達到了輸入能量的 70%。
作者: peter2021-08-20 07:13:18
國國家點火設施在鐳射核融合上取得重大突破  輸出能量首度達到了輸入能量的 70%。

https://chinese.engadget.com/laser-powered-fusion-energy-breakthrough-010058485.html


主題: 回覆: ITER+韓核融合再獲進展 人造太陽 1 億度高溫維持 30 秒
作者: peter2021-11-25 13:08:57
韓核融合再獲進展,人造太陽 1 億度高溫維持 30 秒  https://technews.tw/2021/11/25/kstar-nuclear-fusion/


南韓國家核融合研究所(KFE)再報喜,所研發的托卡馬克核融合裝置 KSTAR 成功讓攝氏 1 億度高溫電漿維持 30 秒,而南韓最終目標是將電漿維持 300 秒,希望可以在 2026 年達成目標。

目前許多國家都希望能在地球上打造一座能量媲美太陽的核電廠,透過核融合技術達成能源里程碑,其中又以由美國、歐洲、中國、印度、日本、俄羅斯、南韓等 35 國共同出資打造的國際熱核融合實驗反應爐(ITER)最為知名。

但目前科學家仍難以重現核融合反應,好比太陽核心溫度達攝氏 1,500 度,每秒會發生 6.2 億噸氫的核融合,如果要在地球打造核融合電廠,電漿溫度得達到 1 億度,使原子核和電子分開產生電漿。

KSTAR 位於南韓大田研究基地,由 KFE 與首爾大學、美國哥倫比亞大學合作研發,同時也是國際熱核融合實驗反應爐(ITER)研究的一部分。

KSTAR 於 2007 年落成,2008 年投入運行並成功產生初始電漿體,2016 年將電漿加熱至攝氏 5,000 萬攝氏度並維持 70 秒,
雖然記錄在 2017 年被中國全超導托卡馬克核融合實驗裝置(EAST)的 102 秒超越,但 KSTAR 在 2018 年成功將離子電漿溫度提升到 1 億度。




主題: 回覆: ITER+First Light提出新穎的 核融合
作者: peter2022-04-08 09:33:21
https://www.inside.com.tw/article/27277-nuclear-fusion

 恆星核融合是因有強大重力  1500萬度下反應 , 人工核融合 目前用很多雷射光產生極高溫攝氏1億度 方式去點燃  , 
  英國新創 公司 First Light 稱在核融合領域獲重大突破


英新創First Light提出新穎的 核融合 大幅降低成本
   英國新創 First Light 認為他們的方法更容易達成核融合商業化,並且已經過英國原子能管理局證實可行。

目前主流的核融合研究,主要是透過約等於 10 倍太陽溫度的高溫電漿,在甜甜圈形狀的巨型複雜反應爐中融合原子,並藉此產生巨大能量。位於英國的歐洲聯合環狀反應爐(環磁機)就是運用此方法,並且 2022 年初剛破紀錄, 5 秒鐘產生 59 MJ (百萬焦耳) 的能量,相當於引爆 30 英磅 TNT 炸藥。不過這種核融合的作法相較起來裝置龐大且複雜,而且需要搭配高溫雷射以及添加稀有金屬,成本高昂。

First Light 的方法則截然不同,透過他們稱為「友善的大槍」(Big Friendly Gun)的裝置,以每秒 4 英里(約 6.4 公里)的速度用氣槍射擊小粒子到高溫壓縮的重氫同位素燃料鏢靶上,就能達成核融合,而且每個鏢靶成本大約只要 10-20 英鎊。

雖然沒有詳細的數據,不過根據 First Light 的說法,每塊鏢靶可以產生一戶一般英國家庭 2 年所需電量,
並且相較環磁機的核融合成本可降低至千分之一。

儘管 First Light 的方法看似能以低成本又更簡單的方式產生核融合,但目前規模過小,數據也不足,距離應用也還相當遙遠。

相較於核分裂,核融合不需要處理放射性廢料,是真正的綠色能源,也是太陽產生熱能的主要機制。
但不論是 First Light 提出的新方法還是各國投入的高溫電漿核融合裝置,目前都還在實驗的階段,
為了營核融合環境所輸入的能量遠比輸出的能量要來得多,無法真正應用於發電,遑論商業化使用。



WIKI

聲致發光
是指當液體中的氣泡受到聲音的激發時,氣泡內爆(implosion)並迸發出極短暫的亮光的現象。

氣泡核融合(bubble fusion)
最讓人感興趣的是,既然氣泡內部可能處於如此高溫下,我們甚至有可能利用聲致發光作為達到核融合臨界溫度的方法。
如果氣泡內的溫度和壓力都夠高的話,在太陽和其他大型星體中發生的核融合效應可以在如此微小的氣泡中發生。這種可能通常也被稱為氣泡核融合(bubble fusion)



主題: 回覆: ITER+First Light提出新穎的 核融合
作者: peter2022-04-08 15:40:28
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。



主題: 回覆: ITER+First Light提出新穎的 核融合
作者: peter2022-04-08 17:32:55
 

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。


主題: 回覆: ITER+First Light提出新穎的 核融合
作者: peter2022-08-16 11:28:32
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。”


主題: 回覆: ITER+First Light提出新穎的 核融合
作者: peter2022-11-17 11:53:27
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。


主題: 回覆: ITER+First Light提出新穎的 核融合
作者: peter2022-11-29 20:42:01
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。



主題: 回覆: ITER+First Light提出新穎的 核融合
作者: peter2022-12-12 14:02:49
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



主題: 回覆: ITER+First Light提出新穎的 核融合
作者: peter2022-12-14 10:51:38
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。



主題: 回覆: ITER+First Light提出新穎的 核融合
作者: peter2022-12-14 12:01:42
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



主題: 回覆: ITER+First Light提出新穎的 核融合
作者: peter2022-12-26 09:28:33
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/


主題: 回覆: ITER+First Light提出新穎的 核融合
作者: peter2022-12-26 09:29:16

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。


主題: 回覆: ITER+First Light提出新穎的 核融合
作者: peter2023-08-08 12:14:04
https://www.cnbeta.com.tw/articles/science/1375345.htm 


主題: 回覆: ITER+First Light提出新穎的 核融合
作者: peter2023-08-25 13:14:50
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



主題: 回覆: ITER+First Light提出新穎的 核融合
作者: peter2023-08-25 13:14:59
https://www.youtube.com/watch?v=o0TxWjE9trE 


主題: 回覆: ITER+First Light提出新穎的 核融合
作者: peter2023-10-02 16:27:02
https://www.cnbeta.com.tw/articles/science/1387533.htm