核融合能
核能分兩種,其一為核分裂能,另一種即核融合濘能。前者係重元素﹝如鈾、鈽等)分裂所發出之能 量;後者為輕元素,( 如氫及其同位數氘、氚)結合成較重元素(如氦等)所發出之能量。太陽能係源自核融合反應,此外如熱核彈或氫彈亦均利用核融合原理製成。
於發電應用上,融合能較之分裂能具有如下幾項優點
(1)燃料易獲取且價廉:融合能所用之燃料主要為氫的同位數與鋰等。重氫(氘)存在 於自然界之空氣及水中,於水中其含量為1:6000,由計算所得一加侖水中含的氖核約 為% 克,融合後所發出能量相當或超過 300 加侖汽油之燃燒能;鋰元素於自然界中存量亦豐富,可由泥土及海水中提取。
(2)安全性高且廠址容易選擇:由融合能每一單位發電量產生之放射廢料遠比分裂能為少,而融合所放的氦,為一種無毒無放射性之惰性氣體,且亦是工業上有價值的原料,對空氣污染亦小,於安全顧慮方面比核分裂電廠要少。核融合電廠在運轉時 不會有熔化危險,更不必擔心地震的災害,如果融合過程失常或失去控制,則核子 反應將自動停止,不致發生公害,故對融合能電廠廠址之選擇,可不受地域及人口密度 的限制。
(3)熱利用率高:如果利用電漿直接發電,則由熱能轉變為電能之效率可達60%至90% ,因而排出之廢熱小,可減少凝結(如冷卻塔)之設備,故對環境之熱污染程度較低。
(4)反應器內無易燃性物體:不像液態金屬快滋生式反應器內之金屬鈉或是有機體冷卻反應器內之有機化合物等容易引起燃燒,對電廠與周圍環境構成威脅。
(5)不需要核燃料:核融合反應器不需要亦不會產生核武器級之核子物料。
結論
如以上所述,核融合能具有多項優點,但發展迄今已有多年歷史,何以仍未廣被人類利用呢?問題關鍵在於吾人迄今尚未發展出一套可以完全控制融合能之商業化設備。發展核融合能所遭遇難題之一,例如,吾人已知「分裂」能錯複雜之困擾使科學家愈深入研究發現問題愈多。幸在 1968 年蘇俄托卡馬(TOkamak)裝置研究成功,頓使前途渺茫之融合控制又掀起研究熱潮。至 1970 年又有雷射融合構想問世,使核融合研究的前途更是充滿新希望。蘇俄大型托卡馬已於1975年 6月 29 日運轉;此外,美國普林斯頓之 PLT(Princeton Large Torus)亦於 1975年秋季完成。核融合如能達到理想後,則為人類奠定走向新能源的里程碑,且更將在本世紀終了之前,使人類可以享受清潔、安全、經濟的能源了。