核融合是AI能源危機解決之道? 日本盼以既有技術優勢發展核融合

國際 寰宇要聞
2024/07/08 19:28
黃惠瑜 文章

【編譯黃惠瑜/綜合外電】人工智慧(AI)非常耗能,隨著科技巨擘在AI競賽中持續打造規模更大、更複雜、更有智慧的模型,將導致巨量的電力需求。對此,OpenAI執行長阿特曼(Sam Altman)曾表示,核融合(nuclear fusion)是電力需求問題的解答。各國也開始加速發展核融合技術,在2022年美國取得新突破後,今年2月英國的JET實驗室也透過核融合產生創紀錄的能量,而日本新創公司Kyoto Fusioneering近期更表示,盼藉由日本高度專業化與獨特的技術,發展出核融合產業鏈,打造日本成為新產業的強權。

核融合將兩個原子核結合在一起形成一個更重的原子核,此過程釋放大量能量。在此圖中,氫的兩種同位素氚(注音ㄔㄨㄢ,左上)和氘(注音ㄉㄠ,右上)融合產生不穩定形式的氦(中)。原子核穩定成標準形式的氦(左下),釋放能量和中子(右下)。法新社
核融合將兩個原子核結合在一起形成一個更重的原子核,此過程釋放大量能量。在此圖中,氫的兩種同位素氚(注音ㄔㄨㄢ,左上)和氘(注音ㄉㄠ,右上)融合產生不穩定形式的氦(中)。原子核穩定成標準形式的氦(左下),釋放能量和中子(右下)。法新社
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《日本時報》(Japan Times)週日(7/7)報導,日本新創公司Kyoto Fusioneering營運長世古圭(Kiyoshi Seko)期望打造一個「日本製」核融合產業發展的方法,表示日本隨時準備可以開發並供應核融合需要的相關材料與技術,而且由於日本高度專業化與獨特的技術,許多產品只有日本公司才能生產,他表示,「我們正在將這些關鍵供應商整合到這個核融合生態系統裡」。

世古圭指出,有一種特殊的燃料排氣幫浦是設計用來與氚(發音ㄔㄨㄢ)起作用,氚是含有額外中子的氫原子,是核融合的首選燃料之一。公司正在與日本三國重工業公司Mikuni Jukogyo共同開發這種幫浦,方法是採用現有的核分裂技術,即傳統核電的過程,並從航太等行業引入相關技術。

世古圭更強調,日本有製造碳化矽複合材料(silicon carbide composite materials)方面的專業知識,而碳化矽複合材料是核能反應爐的一部分。根據英國國家複合材料中心(National Composites Centre),核融合反應爐使用碳化矽複合材料組件有可能使每百萬瓩(gigawatt )熱能產生的電力增加一倍。世古圭說:「只有一兩家日本製造商仍然可以生產這種碳化矽複合材料,在英國、美國、韓國或歐洲找不到這些製造商。所以這就是為什麼我說日本目前擁有非常獨特的製造供應鏈。」

此外,日本除了與仍與各國保持核融合合作外,今年3月也在國內成立日本融合能源產業協議會(Japan Fusion Energy Council,J-Fusion),包括Kyoto Fusioneering、Helical Fusion等新創公司及三菱重工(Mitsubishi Heavy Industries)等工程公司與住友商事(Sumitomo Corp.)等主要貿易公司,預計將有助於在日本產業產生加乘作用。

核融合提供乾淨能源,產生的能量比石油煤炭多4百萬倍

根據國際原子能總署(International Atomic Energy Agency, IAEA)官網解釋,核融合是由兩個輕的原子核(atomic nucleus)結合形成一個較重的原子核,並同時釋放大量能量的過程。太陽和所有其他恆星都是由核融合反應提供動力。核融合若能以工業規模在地球上複製,可以提供幾乎無限量清潔、安全及負擔得起的能源,滿足全球的能源需求。此外,核融合每公斤燃料產生的能量比核裂變(用於核電廠)多4倍,比燃燒石油或煤炭多將近4百萬倍。

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# 日本 # Kyoto Fusioneering # 氚 # 碳化矽複合材料 # 核融合