Helion的脈衝式核融合原理，其外型像個啞鈴。(圖/Helion)
Helion的脈衝式核融合設計，兩端持續產生電漿團與核融合物質，於中間壓縮，在幾毫秒內觸發核融合反應。(圖/AI生圖)
美國核融合新創公司 Helion Energy 近日宣布，已取得華盛頓州衛生部核發的放射性物質許可證（RML）與放射性空氣排放許可證（RAEL），可在華盛頓州馬拉加（Malaga）推進「獵戶座」（Orion）核融合發電廠建設，成為目前全球進度最快、以商業發電為目標的核融合計畫之一。
近年來，全球積極尋找低碳能源解方，而核融合因利用氫同位素融合釋放巨大能量，被視為未來最具潛力的能源技術之一。相較於傳統核分裂反應爐，核融合理論上具有燃料能量密度高、長壽命放射性廢棄物較少等優勢，也因此吸引眾多新創公司投入，獲得大量創投資金支持。
在眾多核融合技術路線中，Helion 採用的是相當特殊的脈衝式磁慣性核融合（Magneto-Inertial Fusion）。不同於托卡馬克或仿星器利用環形磁場長時間約束環狀電漿，Helion 的裝置外型較像一個巨大的啞鈴，從兩端產生磁化電漿團，並以脈衝方式加速至中央碰撞、壓縮，希望在中心區域形成足夠高的溫度與壓力，使核融合反應發生。
依照其設計理念，若中央區域釋放出核融合能量，膨脹中的電漿將再向兩側移動，並藉由磁場重新壓縮，形成連續脈衝循環。
Helion 最大的特色在於希望利用電漿與磁場變化直接在線圈中感應出電流，因此不需像傳統核電廠或多數核融合概念那樣，先利用熱能燒水、產生蒸汽，再驅動渦輪機發電。若能成功，可望簡化系統並降低能量轉換損失，因此被形容為「不必燒開水」的核融合發電方式。
Helion 已與微軟簽署購電協議，目標是在 2028 年前供應約 50 MW 電力給資料中心使用，同時完成與當地公共電網的互聯規畫。
不過，目前 Orion 計畫取得的是建設與放射性管理相關許可，代表主管機關認可其安全管理與設施規畫，但並不代表其核融合技術已完成商業驗證。
是真正的核融合，還是巧妙的能量回收？
相較於建造中的國際熱核融合實驗反應爐 ITER ，或是美國國家點火裝置（NIF）以科學研究為主要目標，Helion 從創立之初便以商業發電為方向，因此公開技術資訊相對有限，也常以商業機密為由未公布完整細節。
截至目前，該公司尚未公開足以證明商業淨發電能力的完整同行評審研究與詳細數據，因此外界仍無法獨立驗證其是否已具備真正的商業化核融合能力。
前文提到，由於Helion 的設計本身就是利用高速電漿在磁場中運動，使周圍線圈產生感應電流。因此即使沒有大量核融合發生，只要電漿高速移動，也可以回收部分先前注入系統的能量並產生電力，這就會造成一種魚目混珠的假成果。
早在 1932 年，澳洲物理學家奧利芬特（Sir Mark Oliphant）便利用粒子加速器完成人類首次受控核融合實驗，證實氘核可以在適當條件下產生核反應。
但是根據當年的實驗資料，奧利芬特的實驗過是每秒6兆次的質子撞擊氘氣，每秒發生100~1萬次的融合反應，可見融合反應的機率非常低，相當於「1千億次撞擊，出現1次融合反應」。事實上，在當年的實驗中，量測器甚至沒有太明顯的溫度上升，因為整個系統的運作本來就會發熱，無法確定哪一部分的發熱與核融合有關。
真正的挑戰從來不是「能不能發生核融合」，也不是「有沒有量測到中子」，而是核融合反應釋放的能量，是否足以超過形成、壓縮與控制電漿所消耗的能量，並最終實現淨能量輸出，甚至穩定對外供電。
以 Helion 的設計而言，未來若要證明其技術具備商業價值，至少需要證明三件事：
1. 中央壓縮區域確實持續發生足夠規模的核融合反應，而非僅有極少量融合事件。
2. 每次脈衝循環中，核融合新增的能量超過形成、壓縮與控制電漿所消耗的能量，而不是僅回收原先投入的電能。
3. 系統必須能承受高頻率脈衝運轉所帶來的熱、機械與電磁負荷，並在長時間運行下維持可靠性，持續穩定向電網輸出電力。
美國目前將核融合設施歸類於與粒子加速器等設備相近的監管架構，而非傳統核分裂反應爐。美國國會於 2024 年通過相關法案後，也正式確立核融合採取不同於核分裂的監管模式，反映兩者在安全風險上的差異。
Helion 取得建廠許可，無疑是商業核融合發展的重要里程碑。然而，截至目前，外界仍在等待更多公開數據，以驗證其脈衝式核融合與直接發電技術是否真能達成淨能量輸出，並支撐長時間穩定供電。
因此，看待這項技術既不宜過度樂觀，也無須急於否定。如果 Helion 真能在 2028 年依約向微軟供應核融合電力，將是全球能源史上的重大突破；但若最終無法證明其能源來自可持續、可重複且具經濟效益的核融合反應，這項備受矚目的商業實驗也可能成為高風險技術投資的案例之一。
2026/06/20 07:46
轉載自中時新聞網: https://www.chinatimes.com/realtimenews/20260620000025-260408
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