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《國家地理雜誌中文版2025年11月 No.288 核融合》

內容簡介  

大約46億年前,太陽由一團雲霧形成。這團雲霧基本上只有一種成分,就是宇宙中最基本也最豐沛的元素:氫。重力把這團雲霧揉成一個旋轉的大球,並且不斷擠壓,使它的密度和溫度急遽升高,最後核心溫度到達攝氏1500萬度。

在這樣的溫度和壓力下,氫原子彼此撞擊後電子脫離,形成帶電與中性粒子混合的物質型態,稱為電漿。電漿是物質在固態、液態和氣態之外的第四種狀態。在地球上,除了閃電和霓虹燈之外,電漿相當罕見,但它在太陽系質量中占比超過99%,其中大部分在太陽裡劇烈翻騰。在太陽電漿中的各處,四個氫原子會經過一連串步驟結合起來,形成氦原子,每個瞬間都會發生好幾兆次。氦的融合點高得多,所以平靜地漂浮在翻攪的太陽中,像個堅固的救生艇,在攝氏1500萬度的高溫中輕鬆維持原狀,而且太陽中的氫綽綽有餘,能在接下來的50億年繼續生成氦。每次核融合反應中都還會發生另一個過程。一個氦原子比四個氫原子略輕一點,因此會有少許剩餘物質以高能量的形式釋放出來,穿過電漿,逐漸到達太陽表面,最後進入太空。其中一小部分朝著地球而來,為我們帶來光和熱。

太陽的威力十分強大。它每秒鐘製造的總能量可充分供應整個地球數十萬年,而且一顆恆星能做到這一點似乎是輕而易舉,讓人也不禁躍躍欲試。我們有沒有可能在地球上製造小型太陽,運用它產生的能量?如果真的能如此,理論上我們就能擁有幾乎永不枯竭、而且潔淨又經濟的能源,它不排放二氧化碳,甚至可能遏止全球暖化和環境崩壞,這樣一來世界就真的得救了。聽起來似乎不大可能,但相關計畫早已經在法國南部一片廣闊的建築工地展開。在這裡,無論是嚴謹的科學研究,還是對人類合作的需求,都前所未有且難以預料,邁向美好未來的夢想也可望在眼前實現。

這個人造恆星稱為ITER,是「國際熱核實驗反應爐」的縮寫,也是拉丁文「道路」的意思。這片占地42公頃的工作園區地勢相當平坦,從地中海朝內陸方向車程約一小時,周圍有許多松樹林和葡萄園,往地平線看去都是些崎嶇的山丘。

每個工作日,都有超過2000人來到這個園區,有物理學家也有焊接工人,晚上也有較小的團隊挑燈夜戰。ITER的正式人員來自33個國家,這些國家的人數占全世界人口的一半,而參與建造ITER的工作人員涵蓋了90個國家。各種文化背景的人通力合作,建造這具獨特的機器。在園區中央,最顯眼的是一棟沒有窗戶的混凝土建築,像一座聳立的火山。

 
系  列 科普讀物
出版 社 大石國際文化
國家地理雜誌
出版日期 2025年11月
書  度 25.5 cm x 17.5 cm
釘  裝 平裝
國際書號 1608262102884
書  價 HK$70
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