銜接核融合發電未來 核研所:台灣應先衝刺電漿技術
(中央社記者曾智怡台北25日電)物理學家為了達成核融合終極目標,走上電漿技術探索之路,披荊斬棘過程中,帶動半導體等其他領域發展。原能會核研所認為,台灣現階段應全力衝刺電漿技術,做好打底工作,當國際上核融合電廠商轉夢成真,才有能力銜接導入。
核融合小百科
- 核融合反應為太陽和其他恆星提供動力。
- 核融合是將兩顆輕的原子核結合,形成一顆較重的原子,並在過程中放出能量。若科學家能研發方法來利用核融合所產生的能量,這可能是一種重要的能源生產方式。
- 研究人員對氘-氚 (DT) 融合反應特別感興趣,氘-氚融合產生氦核和中子,過程中釋放出比大多數融合反應還要多的能量。
資料來源:美國能源部
●從手機到離岸風機抗腐蝕 電漿物理是功臣
電漿小百科
何謂電漿?
- 固體、液體、氣體之外,物質的第四態,宇宙99%以上的物質都是電漿。
電漿技術分類
- 低壓高溫電漿:核融合研究
- 低壓低溫電漿:照明、半導體、材料
- 高壓高溫電漿:廢棄物處理
- 高壓低溫電漿:大氣氣體、液體分解處理
電漿技術應用領域
- 電子製造、新材料、金屬處理、環境、農業、能源、食品、醫療
資料來源:原能會核能研究所
事實上,現今所有工業產品主要技術來源都是電漿物理,從智慧型手機表面黏接、建築玻璃隔熱膜,到繁複的半導體製程,都有其蹤跡。原能會核能研究所物理組研究員陳孝輝接受中央社記者訪問指出,以半導體為例,80%皆是電漿製程,能走到先進奈米等級,關鍵就在電漿技術。
核研所物理組副組長謝政昌分享,早年修電漿物理課的老師,過去在美國普林斯頓大學(與哈佛大學、耶魯大學齊名)做核融合研究,回國也是利用電漿專業、往半導製程發展。
陳孝輝進一步說,近年國際研討會討論核融合發展所需關鍵技術,第一個即是基礎電漿物理,畢竟一旦實驗過程出現意外,都要回歸電漿物理尋求解決方案,凸顯這項技術重要性。
他不諱言,核融合實驗資金門檻高,對台灣來說,較可行的作法是等國際成功發展核融合示範電廠時,再從國外引進,「但沒有技術能力也無法引進」,國內應持續擴大電漿物理研究發展、培育相關人才,才能承接核融合電廠營運工作,「現在最重要的是做好打底」。
●核研所鑽研電漿科技 助台廠轉型綠色製程
原能會核研所長期致力電漿物理研究,早年著重研究原子核物理理論,1990年代環保議題躍上檯面,轉而開發友善環境的電漿物理技術,再技轉給廠商,協助產業製程升級。陳孝輝舉例,過去鍍膜技術是使用化學溶劑,產品被歐盟拒於門外,廠商經過技轉,不僅成本降低,產值也更上一層樓。
2000年後,核研所專注能源領域開發,謝政昌舉例,發展頂級隔熱紙,可節省空調使用、電力消耗減幅達20%至30%;最新開發的電致變色膜則可控制玻璃顏色深淺,今年獲得全球百大科技研發獎(R&D 100 Awards),已與廠商合作推廣,可應用在汽車、天窗,甚至家用玻璃等,符合當今節能減碳潮流。
謝政昌比喻,假設目前的低溫電漿技術是高中程度,國內有能力發展小型電漿熔融實驗研究則像進大學,當可更進一步做到融合反應產生就算考上研究所,「真的要到發電程度就是博士班」。
陳孝輝回憶,當年從美國物理系畢業,教授發信說明為何要從事核融合研發,為了追求這個巨大目標,教授當初列了快一百項技術,包含材料、溫度控制、電漿理論、模擬程式等,這些技術後來通通都應用到其他領域。
看似無心插柳,但延伸效益不菲,半導體即是鐵證。
「走回頭路」是最好的準備,於此同時,人才彈藥也需足夠,物理組副研究員陳恩仕認為,要吸引年輕人投入電漿技術,首要之務是勾勒出產業前景,「現在台積電之所以這麼夯,就是因為工作需求大,所以很多人去念電機電子」,由市場端塑造產業正面氛圍,學生自然願意投身學習。(編輯:林淑媛、楊凱翔)1111225
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