核融合是个时不时出现在电影或是歌曲、备受期待的未来能源技术，各国目前正如火如荼开发该技术，希望可把未来能源变成“现在式”，就好比最近中国成功将其先进实验超导托卡马克实验装置（EAST）电浆核心温度加热至摄氏 1 亿度，可说是太阳核心温度的 6 倍，成功为全球核融合发展写下新的一页。
若要在实验室中创造一座能量可与恒星比拟的反应炉，科学家认为一定得先将电浆温度加热至跟太阳一样，再将氢的两种同位素──氘与氚原子置于高温与高压下，其引起的聚合反应会产生中子、氦与大量能量，若可将这些能量用于发电厂，未来各国就再也不用担心缺电与二氧化碳排放问题。
而此次中国合肥物质科学研究院成功运用 4 种加热系统，将 EAST 反应炉核心温度加热至摄氏 1 亿度 10 秒，加热功率为 10MW、电浆储能则增加到 300 千焦耳。其中 EAST 采用低混成波加热（振荡电浆中的离子与电子）、电子回旋共振加热（运用静态磁场与高频率电磁场）、离子回旋加速器共振加热、中性离子束加热（把一束中性粒子注入电浆）等技术，成功让核融合反应炉达成突破性的温度和密度，成功引起原子聚合反应。
不过核融合困难的要点不单单只是加热，如何维持电浆稳定性和平衡、约束和传递电浆、电浆要如何跟高能量粒子相互作用等，这些都是核融合开发中的关卡。因此 EAST 不仅运用射频来加热，保持高水准、高纯度的电浆局限以维持磁流体动力学的稳定性，还利用水冷却钨偏滤器排出多余的热量。
虽说核融合反应炉不会像如今的核分裂发电厂发生炉心熔毁与核辐射外泄等惨剧，若反应炉中的电浆失控发生电浆破裂，电浆会膨胀冷却，反应炉会立即停止运作，并不会变成一颗超级炸弹，但电浆失控时，反应炉会快速释放能量并破坏内部装置，使内壁蒸发或是熔化，失控的高能量电子束也会导致设备局部受损，科学家得再花一大笔钱维修，因此稳定电浆运作与反应炉散热机制为核融合科学家的大难题。
中国近年来发展核融合不遗余力，EAST 是中国第四代核融合装置，也是全球第一个全超导磁体托卡马克核融合反应炉，于 2006 年完工，高约 11 米、直径 8 米、重达 400 吨，中国则在 2016 年将 EAST 氢气加热到近 5,000 万度，所产生的氢电浆维持长达 102 秒，2017 年则达成 101.2 秒稳态电浆局限，更在今年将电浆温度提升到 1 亿度。
虽然目前核融合装置运行所耗能源仍大于生产能源，但核融合发展潜力相当大，像是该技术的燃料非常容易取得，其中氘是氢的同位素、可以从海水中提取，氚也可以从中子撞击锂来获得，且核融合也不会带来放射性污染、碳排放等问题，因此各国正孜孜不倦地努力实现这项科幻梦想。
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- EAST 装置取得 1 亿度等离子体运行等成果
- Fusion breakthrough as China’s “artificial sun” reaches 100 million degrees
（本文由 EnergyTrend 授权转载；首图来源：中国科学院合肥物质科学研究院）
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