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2019-06-18太陽大氣層內電漿解密 人類可望製造更乾淨的能源 450 期

Author 作者 編輯部

【本刊訊】愛爾蘭與法國科學家日前於 《自然通訊》(Nature Communications)發 布研究,不僅成功發展新的觀測技術,透 過對太陽的遙測來了解電漿,其後續研究 成果亦可望能製造更安全、乾淨的能源。

人類日常生活中所接觸的物質不外乎 固、液、氣三態,然而世界上仍存在第四 態「電漿」,其為高度不穩定的帶電物 質,宇宙的大部分,包含太陽,都是由它 所組成的。儘管電漿聽來無所不在,人們 對它的了解並不多,且由於地球普遍缺乏 該物質,使得相關研究變得更加困難。

愛爾蘭三一學院(Trinity College)與 都柏林高等研究學院(Dublin Institute of Advanced Studies, DIAS)博士後研究員卡 雷(Eoin Carley)指出,太陽的大氣層可 說是極端活動的溫床,此處電漿不僅溫度 超過攝氏1百萬度,其粒子運動速度也逼 近光速,因此科學家必須用大型電波望遠 鏡,才能準確觀察電漿的行為。

與巴黎天文台(Paris Observatory)的密切合作下,該研究將超大電波望遠鏡(large radio telescopes)與美國太空總署(NASA) 的太陽動力觀測飛船(Solar Dynamics Observatory spacecraft)技術結合,將太 陽上電漿所發射的無線電光成像,使電漿 的活動更為一目了然。研究主要合作者之 一維爾梅(Nicole Vilmer)表示,巴黎天 文台自1950年代便開始觀察太陽發射的電 波,透過與歐洲其它無線電天文研究單位 合作,才能有如此研究成果。

透過該研究,科學家不僅能研究太陽 大氣層電漿為何這麼不穩定,也能與地 球上的電漿相互比較,將其觀察所得知 識作為改進核融合反應爐的參考,並製 造更安全、乾淨且有效率的「磁局限融 合反應器(magnetic confinement fusion reactors)」。

DIAS教授葛拉佛(Peter Gallagher)進 一步解釋,核融合為一種核能生成的方 式,其可將電漿內的原子融合在一起,與 核分裂完全不一樣,不僅更具安全性,也 不需使用高放射性的燃料。然而,當電漿 核融合開始產生能量,某些自然過程會停 止這個反應,雖說這是一種變相的「買保 險」,但產能的過程並不穩定。因此,若 能研究出太陽大氣層電漿的不穩定因素, 便有機會找到在地球上控制它的辦法。

 

新聞來源

Eoin Carley et al., Loss-cone instability modulation due to a magnetohydrodynamic sausage mode oscillation in the solar corona, Nature Communications, 2019.