美國核融合實驗能量產出近兩倍 潔淨能源里程碑推進

美國勞倫斯利佛摩國家實驗室（Lawrence Livermore National Laboratory, LLNL）旗下的國家點火設施（National Ignition Facility, NIF）在核融合研究領域取得重大突破。繼 2022 年底首度實現能量「點火」，成功產出比輸入能量更多的核融合反應後，該設施於 2023 年的後續實驗中，更將能量產出提升至接近輸入能量的兩倍，為尋求潔淨能源的全球科研界帶來振奮消息。

根據《AOL.com》報導，NIF 在 2022 年 12 月 5 日的實驗中，利用 2.05 百萬焦耳（MJ）的雷射能量，成功激發出 3.15 百萬焦耳的核融合能量，這標誌著人類史上首次實現核融合淨能量增益。此後，LLNL 於 2023 年持續進行多次點火反應，其中一次的能量產出幾乎達到所用能量的兩倍。

核融合的原理是將兩個輕原子核（通常為氫的同位素氘和氚）在極高溫度（約一億攝氏度）下擠壓融合，形成一個更重的原子核（氦）並釋放巨大能量。這與現行核電廠採用的核分裂反應（將鈾-235分裂成較輕原子）截然不同，核融合具有燃料豐富且不產生高放射性核廢料的優勢。NIF 採用「慣性約束融合」技術，透過 192 束高能量雷射光聚焦於一個微型靶丸，產生X射線浴，進而將靶丸內的同位素擠壓至超高密度，使其在每小時約 400 公里的速度下內爆融合，釋放能量。

儘管這項成就在科學上極具意義，但 NIF 的設計初衷是為了研究點火現象，而非優化核融合能源的實際應用。研究人員指出，實現可商用核融合發電仍面臨多重挑戰，包括有效控制與加熱電漿，並維持長時間的穩定約束。NIF 表示，未來慣性融合能源的發展，仍需在雷射能量使用效率、反應頻率、靶丸耐用性、燃料壓縮程度及成本控制等方面持續改進。

目前全球已有超過 40 家核融合能源公司，其中約 25 家位於美國。然而，核融合能源被視為一項遙遠的未來科技，短期內尚無法解決當前的氣候變遷危機。因此，持續投資現有的再生能源技術，與推進核融合研究同樣重要。