國際熱核實驗反應堆有把握成功嗎？

　　ＩＴＥＲ計畫為期30年，共計投資100億歐元。一般政客們肯定會保證說該計畫將大獲成功並實現它的目標，否則很難對得起選民。可是有些研究人員對在這樣一個龐大的計畫投入這麼大財力心存疑慮。這個研究項目是對科學與技術的雙重挑戰，因為即使計畫在卅年後達到預期的目標，仍然肯定會出現意想不到的困難。

國際熱核實驗反應堆將來能發電嗎？

　　不能。這個計畫雖然許多國家興緻頗高，其實國際熱核實驗反應堆只是一個研究工具，其目的僅在尋求聚變過程的最佳條件，將來不會連接電網。建置目標是建造一座功率可達500兆瓦、時間持續300秒以上的聚變反應堆。成功後，方有工業用之觀摩聚變發電裝置，其規模將比國際熱核實驗反應堆大20％，可以持續聚變，達到1000兆瓦的輸出功率。這種觀摩型裝置最快要到2035年才得以建造，而大部份的人仍需等到公元2050年以後才有望使用聚變反應堆所發出的第一度電，那時你我都將老去了。

國際熱核實驗反應堆有危險嗎？

　　與目前的核能發電方式不同，就反應過程而言核聚變是不可能發生洩漏的，因為只有在離子氣體達到相當高的溫度時才會發生聚變反應，溫度一下降反應即自然終止。因此，國際熱核實驗反應堆，甚至下一代聚變反應廠都不會像車諾比核電廠那樣發生重大事故。國際熱核實驗反應堆巨大的磁環其實是在800多立方米的空間裏只裝幾克燃料（氘和氚）。如果由於某種原因，環形容器內部的平衡被打破，等離子氣體就會迅速降溫，聚變反應也將曳然而止。聚變反應堆唯一要注意的問題就是要制定防輻射的保護措施。此外，聚變反應堆不對環境和周圍居民構成威脅。

聚變是清潔能源嗎？

　　聚變與核電站所採用的裂變不同，它不產生長達千年都不能分解的核廢料，就這一點而言可以說它是一種更為清潔的能源。但是聚變能產生壽命較短的輻射物質，也必須進行處理。首先受影響的是反應堆環形容器的金屬壁，在聚變反應產生的中子轟擊下，將會出現一些類似鈷的放射物質。等到國際熱核實驗反應堆運轉20年後拆除的時候，需要把這些材料留在原地一部分，直到它們的輻射程度降低。還有另外一種廢料：接觸過氚的材料。為了對這種材料進行處理，就必須對反應堆定期維護。總之，聚變反應堆產生的廢料總量相當於同等輸出功率的核電站產生的廢料。另外需要一提的是，聚變反應堆與裂變核反應爐一樣，不產生致溫室效應的氣體。

聚變反應堆如何運轉？

　　為控制聚變反應，科學家需把一種氣體加熱到很高的溫度，然後用強力電磁鐵把它控制在一個磁圈內。這種裝置是1968年由前蘇聯人發明的，取名托卡馬克(Tomak)，它是線圈的意思。國際熱核實驗反應堆的托卡馬克是一個直徑超過12米、容積可達837立方米的環形容器，有超導電磁線圈環繞。在這個環形磁場內，氘和氚的混合氣體被加熱到一億度以上的高溫。在這種條件下氘和氚才會聚變。ＩＴＥＲ的目標是讓設施維持聚變反應所需的500兆瓦功率，並且至少使這種狀態保持300秒鐘。世界上輸出功率最大的托卡馬克裝置是建在英國的歐洲聯合環JET。1997年它的最高輸出功率達到每次聚變16兆瓦，但是僅能保持幾秒鐘的時間。至於要讓它保持恆久的時間，科學家們仍然不敢做太多夢想。

國際熱核實驗反應堆有何用處？

國際熱核實驗反應堆並不能馬上解決地球上所面臨的能源問題，不過至少透過此計畫可以證明：由核聚變大量取得能源是可行的。目前世界上的核電站都是利用核裂變反應：將大的鈾原子分裂成兩個較小的原子，並經由此過程中釋放能量，通過渦輪機之轉換即可變成電能。聚變的方式是將兩個小原子合併成一個大原子，其反應如同太陽內部巨大能源的來源。目前軍事方面已可製造氫彈，其方法就是以氫原子核聚變時產生巨大爆炸能量。不過，近50年來，物理學家已體認到：這種聚變反應很難控制並加以利用。目前，為推展這項研究，科學家們需要一個比現有裝置功率大十倍的設施。這個設施將設在法國。

聚變是取之不竭的能源嗎？

由於可以自海水提煉，理論上此能源應取之不盡，而且沒有污染。
氫的聚變反映在太陽上(還有少量其他核聚變)已經持續了近50億年，至少還可以再燃燒50億年。氫在地球上也是非常豐富的，每個水分子中都有2個氫原子，但最容易實現的聚變反應是氫的同位素—氘與氚的聚變(氫彈就是這種形式的聚變)。氘和氚發生聚變後，2個原子核結合成1個氦原子核，並放出1個中子和17.6兆電子伏特能量。就氘來說，它是海水中重水(水分子為H2O，重水為D2O，只占海水中的一小部分)的組成元素，海水中大約每6500個氫原子中有1個氘原子。每升水約含30毫克氘(產生的聚變能量相當於300升汽油)，其儲量就多達40萬億噸。一座1000兆瓦的核聚變電站，每年耗氘量只需304公斤，海水中的氘足夠人類使用上百億年，這就比太陽的壽命還要長了，更不要說再使用氫了。

國際對熱核實驗的計畫進行如何？

人類總是會做夢，夢想在能源浩竭的時候，總是有另外一種能源取代，這是一個美妙願景。國際熱核實驗反應堆（ＩＴＥＲ）計畫也就這樣開始積積在推動。這一計畫一旦成功，將為人類開發新一代戰略能源帶來一次革命。國際熱核實驗反應堆計畫前期投資約46億美元。預計工程建設將於2005年開始，用8到10年的時間完成，最終總投資預計超過100億美元。目前有六個國家合作，其中包括中國、美國、俄羅斯、歐盟、韓國和日本。原先也有加拿大，後來與法國爭取設置地點失利，飲恨退出。不過其中最熱衷的還是中國大陸，聽說已經有相當良好的成績。

ＩＴＥＲ計畫的目的是從海水中提取氫的同位素氘用於核聚變反應，從而產生巨大的能量。這一過程與太陽產生能量的過程類似，但熱核聚變需要在1億度的高溫條件下才能實現。目前廣泛投入商業運營的核電站都通過鈾或鈈等重金屬元素的原子核裂變來獲取能量。熱核聚變與此不同，不需要耗費重金屬等不可再生資源，而且不會造成放射性污染。專家估計，要把ＩＴＥＲ投入商業運營，至少還需要50年時間。

原子彈與氫彈，兩者原理上有何異同？

原子彈屬核裂變，而氫彈則屬核聚變的過程。兩者間有何差異，則需由原子的構造上去理解。學物理的人定會發現，在元素週期表中，其元素由小而大排列，各元素則是由質子和中子成對構成的。有趣的問題是原子的重量卻不是按質子和中子數量的重量和成等比增加；在較輕的原子中，其質子和中子部份的重量佔整個原子之重量比例偏大，因此若由兩個較輕的原子合成另一個重原子時，兩個輕原子的原子量和會比於合成後之重原子重。同樣道理，一顆很重的原子分裂成兩個較輕的原子時，原來重原子之原子量要比分裂後之兩個原子重量重。所以無論採用氫熔合或核子分裂，都會有質量之損失。這些質量咆到哪里去了呢？按照愛因斯坦的質能關係公式Ｅ＝ＭＣ2，這些損失的質量會轉化為能量。由於公式中之Ｃ為光速，是很大的一個天文數字，所以即使很小量的質量轉化為能量，其釋出之能量就非常巨大。科學家利用這種現象，利用重金屬鈾或鈽進行核裂變，製造原子彈；而利用氫同位素進行核聚變製造能量更大的氫彈。後者也是人造太陽所秉持的原理。

核聚變反應所需之原料來源如何？

理論上，只需1公斤氘和10公斤鋰（通過鋰可以得到氚）就可以保證一個聚變核電站一天內以1000兆瓦的功率發電。相比之下，得到這麼大的功率需要500公斤鈾或1萬噸煤。

氘的來源沒有問題，通過電解海水，輕而易舉就可以得到大量的氘。現有1公升海水約可等於300升汽油能量。鋰就比較麻煩，自然界裏很少，也要從海水裏提取，但要比氘難度大。故利用核聚變純是技術問題，其原料可以由海水提煉，取之不盡。

何謂人造太陽？

古時候后羿射日，把十個太陽中的九個全射下來了。今日能源問題又令人想到利用太陽。這裡並不談利用現有太陽能的問題，而是以人類的智慧，在地球上製造一個太陽，你想可能嗎？人造太陽是利用類似太陽之核聚變反應，以氫之同位素氘及氚為原料進行聚合，從而產生巨大的能量，作為發電用途，此即為所謂之人造太陽。氫熔合的技術雖早在五十年前即開始發展，1946年氫彈也試爆成功，但其實用化技術則一直無法突破，最主要問題是熱核聚變之過程需要在一億度的高溫條件下才能實現。在這種高溫下如何發明一種不融化的容器實在大傷腦筋，而如何使其維持恆定的變化也是困難的事情。