1 00:00:00,000 --> 00:00:01,582 有些詞放在一起很自然,像是: 2 00:00:01,582 --> 00:00:02,280 免費 3 00:00:02,280 --> 00:00:03,153 和披薩 4 00:00:03,153 --> 00:00:04,157 或豬肉 5 00:00:04,157 --> 00:00:05,290 和鳳梨 6 00:00:05,290 --> 00:00:05,853 和披薩 7 00:00:05,853 --> 00:00:07,250 這清單我還想加上: 8 00:00:07,250 --> 00:00:08,243 雷射 9 00:00:08,243 --> 00:00:09,038 和核融合 10 00:00:09,038 --> 00:00:10,173 ......和披薩(XD) 11 00:00:10,173 --> 00:00:12,941 上周你也許聽過,加州的物理學家達成了 12 00:00:12,941 --> 00:00:16,958 被一些人盛譽為:原子能世代空前絕後的躍進。 13 00:00:16,958 --> 00:00:19,335 在期刊《自然》上,他們匯報了2013年十月份 14 00:00:19,335 --> 00:00:23,335 於 勞倫斯利福摩爾國家實驗室 的 國家點火設施 (National Ignition Facility, NIF) 15 00:00:23,335 --> 00:00:28,272 人類首次達成,以雷射引發核聚變,而且產出的 能量大於初始供應能量。 16 00:00:28,272 --> 00:00:32,588 這樣的事件,是科學家創造出貨真價實的能量盈餘, 17 00:00:32,588 --> 00:00:35,477 行話叫作核融合的燃料增益。 18 00:00:35,477 --> 00:00:37,751 「那麼 Hank」你滿懷好奇地問:「這新聞不就代表 19 00:00:37,751 --> 00:00:41,548 人類掌握了太陽的威力,核融合發電只一步之遙。 20 00:00:41,840 --> 00:00:45,505 究竟何時我能買到《回到未來》風格的「融合先生」 家用聚變發電器, 21 00:00:45,505 --> 00:00:47,534 用蛋殼和香蕉皮充飽我的時光機電動車咧?」 22 00:00:47,534 --> 00:00:48,580 那我只好醜話說前頭, 23 00:00:48,580 --> 00:00:50,669 核聚變,正如《回到未來》主角的口頭禪 24 00:00:50,669 --> 00:00:52,404 是件嚴肅難搞(heavy)的事啊。 25 00:00:52,404 --> 00:00:54,218 [SciShow 片頭] 26 00:01:02,756 --> 00:01:05,682 某些死忠 SciShow 觀眾可能還記得本節目 27 00:01:05,682 --> 00:01:09,563 第一次介紹 NIF 這個機構,那是在整整兩年前。 28 00:01:09,563 --> 00:01:13,759 國家點火機構,除了擁有數一數二的酷名字,大概只有大強子對撞機(LHC)可以匹敵之外, 29 00:01:13,759 --> 00:01:17,007 實驗室如其名,NIF 擁有世界上一些最強大的雷射。 30 00:01:17,007 --> 00:01:19,798 計畫於 2011 年正式運轉,科學家試圖用這些雷射 31 00:01:19,798 --> 00:01:22,744 將一塊 10 毫克的燃料靶球加到超高溫、超高壓, 32 00:01:22,744 --> 00:01:25,890 讓球裡含有的氫同位素產生核融合,以形成氦、 33 00:01:25,890 --> 00:01:28,741 一些活潑的自由中子、和一狗票能量。 34 00:01:28,741 --> 00:01:32,306 如果燃料中的 10 毫克氫元素,大約針尖大小 35 00:01:32,306 --> 00:01:36,925 完全核融合,可以釋出相當一桶原油所蘊含的能量。 (譯註:1 原油當量 (BOE) 以 60 億焦耳計) 36 00:01:36,925 --> 00:01:39,085 只不過,這並不是在 NIF 發生的情況。 37 00:01:39,085 --> 00:01:45,766 實況是:在十億分之一秒內,192 束強力雷射同步轟擊燃料,收獲是 17 千焦耳的能量。 38 00:01:45,766 --> 00:01:46,781 或等於 4.0 大卡,這樣的能量 39 00:01:46,781 --> 00:01:50,386 大概和吃一公克的漢堡攝取的熱量差不多。 40 00:01:50,386 --> 00:01:51,927 大概不足以驅動你的時光飛車, 41 00:01:51,927 --> 00:01:53,553 甚至 Honda Civic 小轎車。 42 00:01:53,553 --> 00:01:57,249 無論如何,NIF 的科學家將此最新成果描述為 自我維持(Bootstrapping)的一大突破。 43 00:01:57,249 --> 00:01:58,416 (譯註:bootstrap 這個字來自統計界,比喻為一個人抓著鞋帶把自己抬起來--由已知資料產生更多資料,或者無中生有的創造。電腦重開機叫 re-boot 是這個意思的衍伸。) 44 00:01:58,416 --> 00:02:00,689 自我維持基本上就是連鎖反應的開端, 45 00:02:00,689 --> 00:02:09,767 在核融合,就是反應產生的氦原子核--所謂的 α 粒子--將能量回饋於加熱燃料,而非散逸。 46 00:02:09,767 --> 00:02:15,933 越多 α 粒子回頭「燉煮出」越多核融合反應,達到一個持續自我增強的狀態。 47 00:02:16,148 --> 00:02:16,863 除了, 48 00:02:16,863 --> 00:02:18,229 實驗中,反應上就在這裡停擺了。 49 00:02:18,229 --> 00:02:20,240 實驗一向在這裡踩煞車, 50 00:02:20,240 --> 00:02:25,874 理由是,核融合反應可說是普天之下最耗能、 最難達成的反應 51 00:02:25,874 --> 00:02:30,309 想要將氫原子核(帶正電)擠在一起,需要克服強大的相斥電磁力--也就是要瘋狂地加熱 52 00:02:30,309 --> 00:02:36,305 直到 1500 萬度絕對溫標。另外還得提供地球大氣壓 1000 億倍的超高壓力(這時原子成為電漿態)。 53 00:02:36,305 --> 00:02:42,103 在地球,要牢牢困住氫燃料,就意謂一大筆電力帳單。 (譯註:然而在太陽,巨大重力就能搞定這些條件。) 54 00:02:42,103 --> 00:02:43,135 細想不難理解。 55 00:02:43,135 --> 00:02:47,382 用 192 門雷射的威力,一口氣轟擊針尖大的燃料靶, 56 00:02:47,382 --> 00:02:51,030 很容易除了灰飛煙滅,什麼都得不到。 57 00:02:51,030 --> 00:02:54,800 因此,為求穩定,科學家將雷射編組 58 00:02:54,800 --> 00:02:58,666 排列成像籠子的形狀,盡量囚禁住極高溫的氫元素。 59 00:02:58,666 --> 00:02:59,811 (譯註:這裡描述的就是「慣性侷限融合」的要旨) 60 00:02:59,811 --> 00:03:01,510 於是我們講到本實驗的難搞之處: 61 00:03:01,510 --> 00:03:06,282 光是要穩定地禁錮燃料,就得花 200 萬焦耳的能量。 62 00:03:06,282 --> 00:03:09,009 真正往燃料內部供應的大約只有 1%,約一萬焦耳。 63 00:03:09,009 --> 00:03:10,786 (譯註:想像在月亮表面布滿核彈,同時引爆會把大量岩石炸得噴向太空,噴射的反作用力造成月球往內壓縮,但這只占核彈當量的一小部分) 64 00:03:10,786 --> 00:03:15,271 最終,達成「自持續」的反應釋放出一萬七千焦耳的能量,或四千大卡(八份雞排)。 65 00:03:15,271 --> 00:03:16,314 (譯註:能量主要以光子、高能中子、與 α 粒子的形式射出,本實驗沒有任何收集並轉為電能的裝置。) 66 00:03:16,314 --> 00:03:22,851 所以技術上說,NIF 的實驗產出,要高於「進入燃料」的能量,故稱為可自持續。 67 00:03:22,851 --> 00:03:29,187 但產出只占整個「慣性局限融合」系統耗能的 0.85%, 也就是說,融合發電猶在慘賠倒貼的階段。 68 00:03:29,679 --> 00:03:32,731 這一次也並未達成實驗室的終極目標,正如其名的: 點火(ignition)。 69 00:03:32,731 --> 00:03:36,789 就是說產出能量足以被收集來「烹煮」更多的氫燃料。 70 00:03:36,789 --> 00:03:40,410 譬喻說,這次實驗像是在柴薪前撥弄打火機 71 00:03:40,410 --> 00:03:41,505 距離熊熊營火燃起,還有得磨蹭。 72 00:03:41,505 --> 00:03:42,747 所以《回到未來》的世界還在更遠的未來, 73 00:03:42,747 --> 00:03:45,092 但我們 SciShow 大概是這世界上最期待著 他們的成功的人了, 74 00:03:45,092 --> 00:03:45,913 為啥? 75 00:03:45,913 --> 00:03:48,581 老實說,因為我們都不倒垃圾的, 76 00:03:48,581 --> 00:03:52,223 我們囤積了超多「融合先生」的燃料可燒啊。 (《回到未來》情節:汽水罐與香蕉皮之類的) 77 00:03:52,223 --> 00:03:54,902 感謝收看這集 SciShow 講新聞。 78 00:03:56,010 --> 00:04:04,515 想獲得客制SciShow實驗衣,或是在節目的插圖冠上你的大名?瞭解更多可至:subbable.com/scishow。 79 00:04:04,515 --> 00:04:09,014 任何問題、評論與想法,SciShow 有臉書和推特社群,你也可以在影片下方留言。 80 00:04:09,014 --> 00:04:13,643 想跟大家一起變聰明?那就到 youtube.com/scishow 按下訂閱吧。 81 00:04:14,689 --> 00:04:22,033 (譯者:秦紀維@fb)