結帳
購物車有 0 項商品,共 0
天下文化首頁 主題 核能的「美麗與哀愁」
科學自然

發表日期

2018.05.08
收藏文章 0

文章摘錄自

巨科技
《巨科技》集結二十位第一流的趨勢專家,各就所長,構思出未來的科技社會發展方向。這本巨作,謹獻給願意接...
定價 450
優惠價 79折,356
$450 79$356
加入購物車

核能的「美麗與哀愁」



圖片來源:pixabay,CC0 Licensed.

核能的「美麗與哀愁」

雖然再生能源及相關技術從現在到2050年間,會帶來劇烈的變革,其他能源技術也仍然會持續演進。核能和再生能源一樣,都能在不釋放溫室氣體的情況下發電。核分裂是一種核反應,指的是像鈾這種較重的原子核分裂成較輕的原子核,在此過程中產生能量。第1座核能發電廠在1950年代開始運轉,目前全球有445座核反應器,占全球發電量的11%。根據國際能源署的預估,到目前為止,以目前二氧化碳排放的速率計算,核能發電量等於讓二氧化碳少排放將近兩年的量。

2011年日本東北地方太平洋近海大地震,引發海嘯,重創了福島核電廠。雖然輻射洩漏事故並未造成任何人喪命,當地政府仍疏散了15萬居民。民眾不僅擔心未來會發生更多事故,也對放射性廢料的處理有所疑慮,因而新核電廠的興建困難重重,尤其西方民主國家多有反對聲浪。

目前63座正在興建的核反應器,分布在中國、印度及俄羅斯,這些國家的法律規範較少,興建成本因而較低。將近200座面臨老化危機的核反應器,大多坐落在美國、歐洲、俄羅斯、日本,應該再過10幾年就會退役。因此,國際能源署預估核能發電在全球總發電量的占比,只會增加一些,也有可能不會增加。

另一種核能發電方式是核融合,可能會提供更安全、且接近無限量的能量,不會產生放射性強的核廢料,也不會遭受爐心熔毀的威脅。核融合反應是太陽與恆星發光發熱的主要能量來源,是指在極度高溫高壓的環境中,將兩個很輕的原子核(例如氫)對撞後,產生出一個較重的原子(例如氦),並在過程中釋放巨大的能量。自1950年代起,核能強國就挹注了幾億美元開發核融合技術,當時的科學家也預測,20年內就能打造出可順利運轉的核融合反應器。但是在地球上複製核融合反應,比原本預期的還要困難,當時的預測如今成了可以說上好幾年的笑話,目標完成日永遠都是2、30年以後。

目前全球規模最大、目標也最遠大的國際合資計畫為「國際熱核融合實驗反應器」(International Thermonuclear Experimental Reactor,縮寫為ITER,在拉丁文中意指「道路」),近期也陷入停擺之中。原本這座設在法國的大型反應器預計在2016年啟動,但預算已超標幾10億,進度也落後好幾年,依目前情況來看,還要差不多10,才有可能正式運轉。儘管目標難以企及,此領域的科學家仍對ITER寄予厚望。

要實現核融合,必須打造出一座製造的能量比消耗的能量還要多好幾倍的反應器。只是目前還有很長一段路要走。根據1997年的世界紀錄,核融合產出的電力為1600萬瓦(16 MW),但輸入的電力卻高達2400萬瓦(24 MW)。

一些私人企業也開始著手投入核融合工程,他們認為自己能以更低的成本更快實現目標。每間公司都提出不同的解決方案,處理最基本的問題,亦即:如何在極高溫下控制與維持燃料粒子(電漿),以利促進核融合反應。加州的TAE科技公司(前身為Tri Alpha能源公司)吸引了幾億資金挹注,微軟共同創辦人艾倫(Paul Allen)也出手資助。他們的計畫是在極高溫環境中,利用高能量的粒子束來圍束電漿。其他公司也陸續取得知名投資人挹注的資金,例如加拿大的通用融合(General Fusion)公司,就獲得亞馬遜執行長貝佐斯的青睞,西雅圖附近的氦核能源(Helion Energy)公司,則是獲得PayPal共同創辦人提爾的加持。

通用融合公司利用活塞裝置來壓縮並加熱燃料粒子,而氦核能源公司則是選擇利用脈衝磁場。這些公司的共同特色是,他們都相信核融合能夠在5年到10年內實現。對此,有些專家卻不以為然。英國科楞核融合中心(CCFE)主任考利(Steven Cowley)表示:「喊出這樣的口號,只會讓我們的信用大打折扣。」他認為商用核融合反應器仍需3、40年年,才可能成真。

【書籍資訊】
   
《巨科技》

相關書籍

書到通知我

請輸入您的 Email 作為書到通知的信箱