觀念平臺－核融合發電備受期待

拜登政府誓言於十年內達成商轉目標，其他國家亦投入研發競逐，但專家認爲因仍有許多待解決技術難題，商轉期程恐不宜過度樂觀。

目前的核能發電使用的是核分裂技術，透過中子連鎖撞擊鈾235所產生的熱製造蒸氣推動渦輪機發電，依據愛因斯坦質能公式E=mc2，物質在反應過程中的質量損失可轉換爲巨大能量（乘以光速平方），但其最大問題是用過燃料棒會持續發熱且衰變期長，必須長期冷卻並隔絕輻射，處理成本高。核融合理論上是更好的技術，透過氫原子融合爲氦獲得質能轉換的巨大能量，與太陽的運作原理相同。這種發電方式一方面不會產生高放射性核廢料，也沒有碳排污染，另一方面氫又是常見的元素（水是氫的化合物），等於獲得取之不盡用之不竭的能源，所以核融合號稱能源界的聖盃，一直備受期待。

事實上，人類現有技術已能做到核融合，但困難點是所產出的能源遠低於投入能源，沒有理論上應有的經濟效益。因氫的原子核帶正電，彼此會像磁鐵同極排斥，只有處於高溫高壓類似太陽內部的環境下，氫原子核呈現電漿狀態並高速運動，則相斥的原子核會因核力轉爲互相依附。科學家發現，若採氫的同位素氘（多帶1顆中子）與氚（多帶2顆中子）進行融合，並搭配1億度（太陽核心溫度7倍）的高溫與超過地球大氣層1,000億倍的壓力則可得到更佳的效果。所需要的兩種融合原料，氘可自海水提取，氚的天然蘊藏量非常少，可透過核分裂電廠運轉過程或以中子撞擊鋰人工取得。

目前主流的核融合運作方式有兩種，美國此次實驗是將多道雷射同時打入一顆塞滿燃料的微小膠囊中造成小型爆炸，有點像汽車內燃機引爆汽油推動活塞；另一種則由前蘇聯科學家首先提出的託卡馬克（Tokamak）反應爐，又稱環磁機，是一個類似甜甜圈形狀的環型管道，電漿在管道中受超導磁鐵拘束不斷流動加熱以發生融合。國際熱核融合實驗反應爐（ITER）與歐盟、美、中、日、韓、俄和印度合作在法國興建全球最大的環磁機，由歐盟主導，預計2025年進行電漿實驗，2035年進行核融合實驗，目標將淨能量增益拉高至10倍，但預算已先膨脹5倍至200億歐元天價。

對於核融合的商業化，大部分專家都認爲言之過早，雖然這次試驗確實產生了淨能量增益，但沒有計入驅動雷射器及其他輔助設施之使用能量，估計淨能量增益要拉高至25倍才符合經濟效益。且實驗室的雷射器每天約發射一次，若用於電廠則需不斷補充燃料，並每秒加熱十次，機器的耐受度、穩定度與能源來源問題都需要解決。英國牛津大學物理學教授沃克（Justin Wark）表示，這個試驗結果可說是有突破，也可說是一切都沒什麼改變，「這個結果證明了大多數物理學家一直相信的─在實驗室裡進行核融合是有可能的，但要製造可商轉的反應爐仍需克服極大障礙，不可低估。」美國羅徹斯特大學機械工程與物理學教授貝提（Riccardo Betti）把這場突破比擬爲人類第一次知道怎樣把石油提煉成汽油，以及點燃汽油會爆炸，「但你還是沒引擎、沒輪胎，你不能說已經有車子。」

有趣的是，過去核融合研究的進步速度跟半導體的摩爾定律很相似，大約每兩年會增長1倍，許多企業也投入相關領域研發，大多數專家認爲商業化時程大約落在20至30年後，對於2050年全球淨零排放目標的幫助恐怕是緩不濟急，但核融合的技術若真能發展成功，將可望成爲人類面對碳排問題的最終解決方案之一。經典電影「回到未來」中布朗博士在車後安裝Mr. Fusion（融合先生）以供應穿越時空所需能源可能也有實現的一天。