挑戰星辰大海 世界首款核融合火箭引擎在英國建造

挑戰星辰大海 世界首款核融合火箭引擎在英國建造

脈衝融合開始打造核融合火箭引擎。(圖/pulsarfusion)

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核能分成兩類:核分裂(Nuclear Fission)與核融合(Nuclear Fusion),相比於現在已被大量應用的核分裂,核融合的能量更強,殘餘輻射物質更少,因此被視爲「終極能源」。雖然理論上可行,核融合卻還沒有實用化,不過一間新創公司打算越級挑戰,他們要打造世界最大的核融合火箭引擎,以測試技術理論。

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科學警報(ScienceAlert)報導,假如把核融合推進技術應用到太空,那麼「航向星大海」會比現在要容易與快速,前往火星的時間從9個月減至3個月,前往土星及其衛星的旅程,從8年縮短爲2年。

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核融合火箭構造,一連串的強力線圈限制電漿。(圖/pulsarfusion)

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這項技術需要超高的溫度和壓力才能發揮作用,爲了證明該技術的可行性,位於英國布萊奇利(Bletchley )的「脈衝融合」(Pulsar Fusion) 新創公司,正在建造有史以來第一座,也是最大的核融合火箭發動機,長約8公尺,計劃於 2027 年開始點火。

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正如物理課本所說,核融合就是太陽的發光發熱原理,想要複製太陽並不容易,因爲我們實在沒辦法有恆星那麼大的體積與質量。因此科學家是設想創造出一種比太陽更高溫更高壓的環境,那是鎖定在電磁場內的超熱電漿體(plasma,也稱等離子體),電槳體就像流體一樣難以捉摸,科學家們正在研究,如何以穩定和安全的方式掌握它們的特性。。

「脈衝融合」公司的財務主管詹姆斯•蘭伯特(James Lambert)說:「困難在於學習如何在電磁場內,保持和限制超熱的電漿流體,它們的行爲就像天氣系統,使用傳統技術很難預測。」

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利用超級電腦與AI學習技術,或許可以幫助我們更容易地繪製出電漿體狂野天氣的地圖。該公司正在與美國普林斯頓衛星系統合作,使用普林斯頓的超級電腦,試圖更好地預測電漿體的可能,以及如何精確地控制。

如果科學家們能夠讓一切按預料運作,那麼引擎腔內的溫度將達到數億度,比太陽表面還要熱上3倍。如此高的溫度一但釋放,其能量可使火箭速度達到每小時 80.4萬公里,也就是223.5公里/秒,這速度極爲誇張,是第3宇宙速度(飛出太陽系的速度,約16.7公里/秒)的13倍,沒幾年就能飛出太陽系。

首席執行長理查丹恩(Richard Dinan)說:「我們必須自問,人類能進行核融合嗎?如果我們做不到,那麼我們就無法真正前往太空;如果我們能,而且我相信真的可以,那麼核融合火箭是必要的。它對人類進化成太空居民是關鍵工具。」

不過,目前的核融合實驗都不能長期維持,現在就要做太空火箭是否可行?該公司的科學顧問認爲,或許太空纔是合適的核融合實驗場,太空中缺乏大氣層和超冷的溫度,更有利於核融合反應。