Page 18 - 碳排法規啟動 電源技術助用電大戶渡難關

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創新天地
催生商用核融合能源
關鍵技術再現突破
Maurizio Di Paolo Emilio，EE Times歐洲特派記者
英國業者Tokamak Energy宣佈已成功利用超導磁鐵的高效能 運作，完成低溫電子電力技術(cryogenic power electronic technology)的測試。
Tokamak Energy的核融合 (fusion)技術研發，是結合了球形 托克馬克(spherical tokamak) 和高溫超導(high-temperature superconducting，HTS)磁鐵; 該公司指出，新的電力電子測試展 現了兩倍於以往系統的效率，大幅 度地降低了冷卻HTS磁鐵所需的電 力，可望降低未來核融合發電廠的 成本，這是核融合技術邁向商業化 和擴大規模的關鍵。
球形托克馬克設計ST40的內視圖。
(來源: Tokamak Energy)
www.eettaiwan.com | 2022年02月
托克馬克設計來達成核融合條件， 可追溯至1960年代;當時俄羅斯設 計的T3 托克馬克，達到了顯著高於 其他核融合系統的電漿溫度。
用在托克馬克設備的超導磁
2020年，美國能源部(U.S. Energy Department)贊助 Tokmak Energy多年期的研發資 金，讓該公司能夠與美國國家實 驗室體系的核融合專家們一起工 作;該公司的球形托克馬克設計 ST40原型就是與美國橡樹嶺國 家實驗室(Oak Ridge National Laboratory)，以及普林斯頓電漿 物理實驗室(Princeton Plasma Physical Laboratory)的合作成 果。英國政府也提供了一部分的研 究獎助，作為該國先進模組化反應 爐(Advanced Modular Reactor) 行動計畫的一部分。
托克馬克仰賴磁場來捕捉 帶電的電漿粒子，也讓核融合 的燃料受限。HTS磁鐵是由稀土 ──銅鋇氧化物(copper barium oxide)──打造的厚度小於 0.1mm的細條，將它們形塑成線 圈，能夠以更小的佔位面積產生更 強大的磁場。
鐵是用以集中和隔離電漿，使之 能夠達到核融合所需的高溫。低 溫冷卻是眾多能源議題之一。新 方法是在一個真空的低溫恆溫器 (cryostat)中採用，利用更高效率 的電源轉換器。
Tokamak Energy的共同創辦 人Alan Sykes在1980年代從事理論 研究，證明改變托克馬克的幾何形 狀可以提升性能。結合經改良的球 形托克馬克，以及由HTS磁鐵技術 所提供的更好的磁侷限(magnetic confinement)，為核融合商業化提 供了一條具潛力的途徑。
核融合能源
Tokamak Energy正在與 歐洲核子研究組織(European Organization for Nuclear Research，CERN)合作，共同開 發可擴展到適合核融合電力模組 所需尺寸的HTS磁鐵。該公司執行 長Chris Kelsall表示，Tokamak Energy正在開發的核心技術有兩 種，即小巧的球形托克馬克以及 HTS磁鐵，「這些技術對於實現商
科學家最早意識到可以透過
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