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觀眾朋友大家好我是李文儀
歡迎收看今天台灣新思路
今天這一集的主題我們要跟您討論
到底靠人類要打造一個太陽
有沒有可能
這大庭之下像是科幻小說的情節
現在不但有可能實現
速度還必須要加快
你看畫面上這個人造太陽
專有名詞叫做核融合
用最白話的方式來說
它就是由兩顆以上的原子核
結合成一顆新的原子核
至於會叫做太陽
是因為這顆已經高齡45.7億歲的恆星
就是以核融合的方式釋放光跟熱
也因此假如人類的合融合成功
我們將會擁有史上第一個
取之不盡用之不竭的能源
因為它是靠海水氫的同位素刀來作用
光是一次反應
就能創造3.15百萬焦爾的能量
而且不但不會排碳
也只有少部分的低階核廢料
理論上只要一小杯燃料
就可以為一間房子供電長達了數百年
而接下來我們將透過專題帶您分析
這號稱能源聖盃的核融合
到底存在著什麼祕密
以及人類如果要打造一顆太陽
到底還要走多遠的距離
抬頭仰望夜空
漆黑宇宙被無數恆星點亮
太陽就是一顆完美恆星
它發出的光和熱
足以讓地球連用數十億年
太陽很大所以很重
所以它等於是靠重力把所有粒子
壓著抓在一起
太陽核心高達4億度
每一秒有多達6億噸的氫進行核融合
可說是最神祕的物理現象
而人類有沒有可能實現核融合夢想
打造出人造太陽
何榮和
是人類未來結晶能源的一大解方
為了解開背後的原理謎團
我們來到原子能委員會尋找專家
你可以看到這個水泥牆
我們當初算過了它產生出來的輻射
我們至少要40公分厚的水泥牆
才可以把它的輻射集中在裡面
除了厚達40公分的水泥牆
還打造5公分厚的鉛門
目的是要避免高能粒子往外射
這是一間核融合實驗室
地點就在園能會的核能研究所
而房間中央
就是一個小型核融合反應爐
第一個就是要先抽真空
然後把我要的實驗氣體灌到裡面去
然後接下來就是這個電容庫啊
他要放電產生電流
產生磁場
然後把那個電漿給聚焦在外面
然後產生核融合反應
早在1960年代二戰結束後
科學界就開始研究核融合
傳統核能發電是採用核分裂
將一顆大原子透過中子撞擊
分裂成兩個小原子釋放能量
但過程當中會產生高濃度
放射性核廢料
半衰其長達百萬年至今依然無解
這個放射線是
呃我們講半衰其實很長的
所以他就是放在那他一直在輻射
一直有輻射能量出來
所謂核融合
則是將兩顆小圓子融合成一顆大圓子
大多是選擇氫的同位素 氘和氚
最難的地方就在於兩個原子都帶正電
會互相排斥
而要讓他們融合釋放能量
就需要模擬太陽極度高溫高壓的環境
而核融合只會產生低階核廢料
被視為能源聖盃
產物有氦根中子
鈦是沒有輻射線的中子
其實它本身也被定義一種輻射線
那你其實可以用水泥啊就
把它擋下
核融合能源效率高
釋放出的能量是化學反應的數百萬倍
若要產生10億瓦的電
火力發電廠每年得消耗270萬噸煤
換成核分裂
每年消耗1,000公斤的鈾235
至於核融合
只要250公斤燃料就能達到相同發電量
而且燃料中的氘從海水就能取得
將有助於大幅減少碳排延緩氣候變遷
這也是為什麼幾十年來
各國都爭相投入核融合競賽
不過核融合領域有一句名言想實現
永遠還要再等30年
thirty years left and always will be
就是說你30年前問我什麼時候會實現
30年後你今天問我什麼時候會實現
其實我還是會跟你講大約二三十年後
科學家為什麼這麼說
因為60年來核融合反應不是沒成功過
而是一直有瓶頸需要突破
最大的關卡就是輸出能量
必須是輸入能量的一倍以上
直到2022年才終於達成這個里程碑
第一次我吐出來能量真的比進去的多
嗯嘿所以這個是它很重要的地方
thank you to the NNSA
the national nuclear security administration
and everybody who has been involved in this fusion
breakthrough that will go down
in the history books
成功創下核融合新紀錄的
是美國加州一座國家級實驗室
裡頭有一座美國國家級實驗室
說白話
就是全球最大能量最強的鐳射系統
main Laser operation will begin in approximately one minute
這套系統足足有三個足球場大
共有兩座鐳射艙
可生成多達192束鐳射脈衝
three
two
one
透過放大器形成高能高速的鐳射脈衝
能量速度有多驚人
只要一耐秒也就是1/100,000秒
就能完成一次核融合反應
雷射脈衝模擬太陽內部
以超過1億度高溫
和大氣壓力1,000倍的高壓
讓燃料球內爆達到核融合
而實驗室最初的推手
就是被稱為氫彈之父的愛德華泰勒
Ushered in the Atomic age and laid
the foundation for our national Laboratories
1945年 奧本海默領導的曼哈頓計劃
成功研發原子彈後
泰勒就開始進行以核融合
為原理的氫彈研發
而走到現在這個階段
人造太陽終於要成真了嗎
以加州這座實驗室來說
共輸入2.05百萬焦爾能量
產生了3.15百萬焦爾能量
雖然達到1.5倍的淨能量增益
但為了要生成鐳射脈衝
前後其實消耗多達322百萬焦爾能量
剛好打平沒有用
那通常大家的目標應該是10左右了
就是丟出10倍的能量
原因是這個能量後面還要再轉成電
這個轉向電又都會有一些耗能
淨能量增異
至少要10倍以上才具有發電效益
除了要想辦法減少耗能
還得讓核融合不斷持續
專家坦言在食物上還有很多挑戰
把那個丸送到定位
然後他點燃以後你要退出
另外一個要再進來
哦就是他
這個機械設計上
可能那個就是一個蠻大的挑戰的
新創公司大部分的目標在落在2035年
2030-2035產生能量
儘管困難重重
科學家卻始終不曾放棄
就像百萬年前
人類第一次學會鑽木取火
揭開歷史發展新頁
人造太陽的
夢想一旦實現
就等於無限能源的新時代即將來臨
但在這個新的戰場裡
臺灣有沒有崛起的機會呢
事實上臺灣不只有機會
甚至還有可能成為了全球第一個
邁向核融合技術商業化的國家
不同於大型的核融合反應爐
臺灣所做的
是以小型的桌上核融合系統為主
早在2021年8月
就已經做到淨能量增益率超過了100%
至今已經能連續運轉超過8小時
你這可以看到裡面的反應狀況
會發光
透明玻璃容器裡頭是一團藍紫色光芒
不斷髮出閃電
號稱目前最先進的小型核融合系統
就出現在臺灣
實測可連續運轉8小時
剛開始的時候
你弄弄了他的話他不是很穩定
對然後大概40秒鐘的時候
嗯他就變成很穩定
這是臺美合作開發的
桌上型合融合裝置
尺寸僅僅一臺電腦主機大小
在辦公室甚至住家就能使用
相較於歐美各國紛紛投入
超大型核融合
臺灣選擇開發小型系統
看準的是成本低研發快這個優勢
桌上型的話
第一個我們不需要那麼多的研發經費
要給我們速度很快
我們可以做很多實驗
那一個實驗的話可能就是幾百塊
幾千塊美金
這樣他的反應以後
他不會產生
一般我們剛剛講的中子輻射的問題
所以它的體積可以縮小
應該不用去考慮輻射
做一些輻射遮蔽的事情
可是相對來講
就是說
它的那個反應的溫度會比較高
反應爐內部維持真空
放入氫硼兩種元素通電形成電漿狀態
就能進行核融合
比起氘和氚的反應
更能避免輻射和核廢料
尤其是氫是太陽核融合的主要元素
問題是需要3萬到10萬電子伏特的能量
一般實驗室電壓大約500伏特
到底怎麼做到的
閃電裡面可以達到
好大概六七千千萬電子伏特
那我們也是用閃電
像這裡的話
你看到我們這這個紙的話大概是1.2
利用閃電產生高壓原理
成功創造合融合反應
這一套桌上型合融合
今年已經準備開始商業化
最快2027年商轉
到2027的時候我們希望是
那到5倍的時候
你基本上就像一個太陽一樣
意思就是說我剛開始把他點燃以後
他就自己自己產生能量
在淨零碳排的目標下
火力發電和傳統核電廠
未來都將走入歷史
由率能取代
但再生能源最大缺點就是具有間歇性
無法穩定供電
而核融合一旦穩定運作
就能持續產生潔淨能源
以臺灣這個小型裝置來說
淨能量增益率目前可達1.2-1.5倍
預計用於產生蒸汽可提供石化業使用
第一階段輸出電力目標1,000-1萬瓦
下一階段淨能量增益率將達3-5倍
輸出電力1萬到五十兆瓦
將可裝載電動汽車和廠房
對於其他國家研發的大型系統
輸出電力達50兆瓦以上
才能成為電力公司的發電主機
光臺灣哦美金大概可能就是啊
5億到10億元
這個是個一兆元產業啊
如果說這個技術真的可以把它develop
出來那這個商機是非常非常大的
毫無疑問核融合是能源
未來更是下一個狀元產業
可惜的是
臺灣過去投入核融合領域的人才不多
企業想加速研發
第一個挑戰就是找不到人
他說現在不可以啊
50PERCENT去apprise就是engineer
你還science的都要做核融合啊
對啊所以因為大家看到
看到這個是一個趨勢
你看臺灣連一個核工系都沒有
其實核融合屬於跨領域科學
橫跨電漿工程磁場裝置超導體等
不同專業
但目前臺灣人才都分散在不同產業
就連專門研究的學者專家都寥寥可數
我們有開這個課
但可能目前找不到適合的教授
像我們的
畢業審查表上面
有一個課的名字叫核能
但是目前就沒有開這個課
這樣子所以才來電漿所
核融合產業一旦成型
就能加速發展腳步
國科會與原能會就開始合作
將仿造跨國合建的核融合反應爐ITAR
打造出臺版托克馬克達到練兵效果
兩年計劃當中我們會做一些
tokemar的一些模擬設計
的規劃希望在第三第四年
就蓋一個小型的tokemar
屬於教學跟研究用的
希望能夠借這個tokemar的設定
建立好那在臺灣做一些教育人才
猶如巨人般的環形超導磁鐵
可透過強大磁場形成核融合環境
但ITAR造價高達六七千億臺幣
目前國內規劃預算一年最高4,500萬
規模差距極大
不過已經是臺灣發展核融合的一大步
你要有個目標才有吸引力
今天我們可以增加係數
我們可以宣傳我們要做核融合
學生來就說第一個好
那我做這個我畢業要去哪裡
當你沒有未來工作機會
你很難吸引到後面的人
每個大學放個10臺到15臺啊
就開可以開始來學習這個核融合
可以可以給大學生來做實驗
面對臺灣人才困境
企業也在開發小型實驗機臺
希望提供研究單位使用
加速實現人造太陽的科技夢
在2023年7月14號
臺灣第一枚自制的氣象衛星獵風者
起運前往了法屬蓋亞那
預計在9月要升空
如果成功發射
這顆衛星
每天將可以提供近7萬筆資料
讓臺灣成為國際關鍵
氣象資料的輸出國
而這當中有位重要人物
那就是國家太空中心主任吳宗信
其實很多人對他並不陌生
他是臺灣最有名的火箭阿北
過去曾經成功發射臺灣學術界第一顆
大型混合式的探空火箭
也是五月天MV當中
那位永不放棄的熱血阿北
如今他是臺灣前進太空的希望
而本集大人物吳宗信專訪
就要帶你來看他如何帶領檯灣
離開地球表面
奔向太空
2004年
一個身高只有168公分的美國高中生
改寫了全世界的籃球規則
在當時被嘲笑看起來像個孩子
現在他是NBA史上最偉大的射手
衝衝衝啊 不然我怎麼能做那麼多事
1984年 一個大學聯考落榜
兩次失業
在家靠妻子養了6年的落魄男人
沒想到未來有顆行星
會以他的名字命名
他是歷史上唯一一位
兩度獲得奧斯卡的亞洲導演李安
臺灣的學生有一個很大問題是
主動的非常少
對你如果考試厲害的你他可以感覺到
在同學之間或者老師才會喜歡他
所以你講什麼都騙我的
吳宗信全臺灣最有名的火箭阿北
TED史上第一位用臺語
解說專業科技的演講者
如何為臺灣搭起一座通往宇宙的橋樑
火箭阿伯作客大人物熱血開張
敢做夢的人歡迎對號入座
我去過spaceX他們一樣有這種哦
真的
spaceX
是用這個哦他們裡面
公司裡面都放這個
而且好可愛這個spaceboy太空男孩
其實我看你的經歷
你其實沒有想過你會走進太空
沒有這個沒有這個
所以很多東西
對啊就是不過我有一些中心
中心思想嗯對比如說我想做
對臺灣做出來比較有影響力的
嗯有衝擊啊就是
作為一個老師你論文寫了一本
像我寫了
寫了一兩百篇的對啊當然這是很好
但是他的對社會的衝擊
相對小
相對小很多
已經快60歲的吳宗信
巧妙的讓中年發福的危機
從他身上擦身而過
在過去他總說自己有195公分
然而事實上卻遠不如這個數字
而且體重只有五十幾公斤
卻偏偏做的計劃志向都很遠大
他說他沒想過走進太空
沒想到下一步就選擇登天
大到他自己都說像是小孩在玩大車
但回首吳宗信的經歷
你會知道他是玩真的
高中讀南一中大學碩士都念臺大機械
畢業後拿了獎學金
去密西根大學攻讀航太空工程博士
漂亮過了頭的學歷
讓人無法想象他其實出身臺南農村
爸媽根本不識字
1964是吳宗信出生
的那一年
臺灣開始有了外匯累積
即將從農業時代邁向工業社會
當年吳宗信家裡有6個孩子
他是最小的
父母都在幹勞力活
下一餐在哪都有問題了
至於太空
對當時的臺灣人來說
只是科幻電影的背景
更不用說
那是連牛奶都喝不起的吳宗信
其實我國小真的願望是要當棒球國手
因為那個國小是
臺南市巨人隊第三代
還有另外一個從小夢想其實為了survive
就是吃飯那時候是最重要的
然而在進入國小後
吳宗信才發現
因為貧窮所產生的平行時空
除了生活
還有語言
我一年級時都說國語
所以我完全聽不懂
因為我我對
雖然出生到讀國小的 都傻傻的
老師講什麼
都聽不懂 到二年級時我印象很深
期末考我考第二名
我回想起來 我姐姐說
應該是那時才聽懂國語
只是長大後的吳宗信沒把臺語給丟掉
反而把它發揚光大
到美國唸書堅持講臺語
在2016年三立的臺灣真英雄頒獎典禮上
他也一樣用臺語
映照出對於這個世界的雄心壯志
我絕對啊有信心
我們絕對有信心克服 前面一座接一座大山
要跨過這個困難
我一定要離開地球
不會放棄
欲將臺灣人的太空夢
臺灣人的夢想 射向無垠的太空
臺灣加油
謝謝火箭團隊
沖沖衝啊
不然哪有可能
怎麼有可能做那麼多事
如果你10分鐘可以做完
你為什麼要做20分鐘
2021年8月2號
吳宗信從一位特聘教授
變成了國家太空中心主任
扛下的是
整個臺灣的太空夢
但現實是在他上任的那一年
太空中心的預算只有25億新臺幣
至於同年的韓國預算是149億新臺幣
大概一般的太空產業有大概有四塊吧
一個是
火箭 衛星
還有地面的一些操控的
相關的接收裝置
還有一塊是應用 加值服務啊
所以你再挖進去他的內容哦
就是有載人非載人嘛
要載人的話他那個投入成本就很可怕
所以全世界其實沒有幾個地方
就是美國 俄羅斯 中國
他因為上去的東西斤斤必較
一公斤
如果送到軌道大概可能要幾萬美金
哦
對啊還有一顆衛星可能是
10億 20億 30億
啊 漂亮！
2022年7月10號
臺灣第一支混合式類衛星載具火箭
從旭海發射場成功發射
起飛兩分鐘後落海
實際飛行高度3公里
或許很小不能載人
或許成績看起來微不足道
但這卻是全世界第一支
擁有導控技術的混合式火箭
而吳宗信則是花了近20年才走到這裡
因為太空跟地面不一樣
就是他只要上去
你就沒辦法
像車子壞掉還可以召回
還有一個更重要就是他有宇宙射線
包括 α β γ
如果你沒有很強的IC的製造工業
其實你是沒有辦法
製造這些抗輻射的鏡片
這隻
放在裡面 這是飛行器
不好意思 是飛行體
你把上面搬下來好嗎
這上面拿起來 等一下
這是2015年
吳宗信首度出現在媒體前的畫面
當時的他
還不是五月天頑固MV裡的火箭大叔
只是一個帶著一群快30歲的學生
領不到補助的落魄教授
當時的他們
已經做火箭坐到快活不下去了
快7,000萬的
然後現在我們已經是見底了
中間其實我們去爭取我們可以再繼續
就不了了之
然後學生的青春
老師的青春下去了
過了五六年以後 哇你就不做了
這個我覺得是
對我個人來講跟學生來講
我覺得是在開玩笑
其實開他玩笑的也不差這一個
當時相比太空人坐的火箭
吳宗信團隊做的不夠巨大也送不了人
常被嘲笑他們是在玩沖天炮
但你不知道的是
在沒有國家的補助下
每一次試射光是最基礎的成本
就要耗費10萬元
這樣吳宗信一度負債六七十萬
於是為了賺錢
他發起臺灣史上第一次
以火箭為名的募資行動
這一年他跑遍全臺演講
將火箭構造推力太空經濟
也就在此時
他成了TED 史上第一位
用臺語解說專業科技的演講者
中年阿伯的未來
其實我要盡我最大的力量
我差不多剩二三十年的奮鬥
可能沒有 要創造臺灣光明的未來
這是我們的意願 最後要跟大家宣告
我們絕對不放棄
要離開地球就對了 感謝 謝謝
我有一個個性 是很愛一堆人
一起做事情
對 橄欖球不就這樣嗎
對對對我以前打棒球跟籃球
就是有一堆人在打籃球鬥牛
或者亂成一團
那個球出來我自己拿到
但是你是大腦的概念啊
我決定我要怎麼進攻
在某些時刻 我感覺吳宗信像個孩子
但或許又因為
這股男孩氣息
讓我回想到自己從出社會到現在
不知道已經換過幾間公司
身邊輪轉過多少來來去去的同事
日子依舊在過
不是不敢想起夢想
而是我們正活在一個只選擇好的時代
不願 也沒有勇氣 面對壞的本事
臺灣的學生有一個很大問題是
主動的非常少
這跟臺灣的教育體制有關
為什麼因為你國小幼稚園
你國小即使成績不好 其實也OK嘛
對
大部分時間都在玩或者除非家裡
可是你上國中高中不管你有錢沒錢
就是努力考試啊
就是考試
你小孩子他會發覺
我在學校功績不好了
是不是五德並重
（滿分才重要）
對你如果考試厲害的你他可以感覺到
在同學之間或者老師才會喜歡他
所以他覺得 你講什麼都騙我的
什麼畫圖漂亮什麼都騙人的
所以我們在裡面像交大不錯的學校
你會發現那小孩
怎麼會變這樣
我朋友曾經開玩笑的笑過一件事
我是思想的巨人
行動的侏儒
一般人總是可能想的比做的多吧
但是從他的身上
我覺得其實
或許一輩子只要做好一件事
你的人生就功德圓滿了
從他身上
我也會反思自己
遇到了困難
是不是第一時間就選擇轉身
放棄
但是有時候很多事你不堅持走下去
你不知道看到最後的成果
會是什麼樣子
請揭牌
其他就是一些以前發射過
不過這全部都是外國的人
那只有這顆
看起來就是比較瘦
這個事以前 我們十年前做的
大概沒有意外
以後臺灣會有自己做衛星載具
他比比衛星看起來會更讓你亢奮
採訪結束
我問他臺灣真的有機會
能擁有屬於自己的火箭嗎
他跟我說明年等著看他表現
語氣依舊透露出一股熱血男孩的氣息
看來即使他從工程服換上了西裝
但骨子裡那個
火箭阿伯的靈魂 並未散去
曾經看著火箭升空
然後一堆科學家抱在一起痛哭的畫面
離我們很遠
但或許現在我們真的能夠勇敢去幻想
甚至碰觸那個臺灣
無法觸及的遙遠未來
提到太空領域
其中一項產業鏈就是無人機
2016年是無人機開始崛起的時間點
而他成長的養分
來自於太空衛星的廣泛應用
尤其來自於中國深圳的大疆
號稱是無人機界的iPhone
全球市佔率超過7成
就連臺灣的政府機關
過去也是幾乎清一色的採用它
但是就在2020年
因為他涉及了資安跟國防疑慮
大疆被美國列入黑名單
同時也退出了俄羅斯跟烏克蘭的市場
於是這破兆元的無人機市場
或許是臺灣可以大展拳腳的新藍海
接下來我們將帶您深入剖析
臺灣的廠商能否抓住機會趁勢而起
有山有海 平原 組成的嘉義阿里山
日出照耀著阿里山
絢麗太陽緩緩升起
多達600架無人機在夜空中呈現出
臺灣知名的阿里山日出
現在所出現的圖形就是臺灣
旋轉同時不斷變換圖形
從3D立體的臺灣 到自轉中的地球
甚至還能在空中寫書法
臺灣無人機展演技術不斷進化
但研發團隊已經著手新突破
做完這些表演的技術的開發之後
我們現在進一步進到這個
比較屬於即時的一個演算跟運算
變化隊形
大規模無人機展演得精確掌握路線
難度雖然高
但能透過時間規劃來克服
下一步則是要結合AI演演算法
讓無人機蜂群及時自動變換隊形
好蜂群準備起飛 32
10架無人機同時起飛
好下一個動作好
從單純的陣列變成三角形
再呈現其他幾何形狀
未來這些商用無人機
不但能在空中對話溝通
甚至要主動下指令
應用層級也將從展眼
擴大到地毯式防衛搜尋
空中有一個主機讓他帶著100架僚機
他可以去指揮
這100架僚機本身要有些自主能力
然後要運算而且要互相溝通
然後跟避浪的這個東西會牽扯到
就是說呃我飛機的數量
在運算上面還有呃通訊的品質等等
那目前我們是先做到50架
那未來希望能夠再提升到100架
甚至更高
當有重大災害發生
無人機可在第一時間出動投放物資
或是到偏遠地區運送包裹
還能夠搭配網路裝置
協助災區恢復通訊
並取得高解析度影像用來災害應變
高雄氣爆的時候
那是第一次臺灣的無人機上場
他在短短的一天裡面
那麼就把整個高雄啊
很很很慘烈的這個災區的狀況
做很精細的啊這樣的拍攝
無人機應用層面不斷擴大
經濟部統計
2022年全球市場規模約304億美元
預估2026年將成長到413億美元
而根據2021年的市場調查
全球商用無人機
市佔率最高的還是中國大疆
高達五成以上
遠遠超過排名第二的美國品牌
不過隨著大疆遭到制裁
將是臺灣發展無人機最大機會
總部位在臺中的這家無人機廠商
是國家隊成員之一
三層樓的廠房
從無人機結構設計到組裝製造
都一手包辦
我們工程師正在設計的是我們在今年
預計今年度要
商品化的一個呃25公斤以下的直升機
那這個對我們來講
目前來講是一個祕密武器
我們現在就是要看一下那個電池
排列的方式
要怎麼排列會比較合適
可以從這個3D圖下去做判斷
外觀大小猶如小型登機箱
這是業者自行開發的地面操作站
從路線規劃到飛行設定功能完整
也能看到及時回傳畫面
主要就是看你的飛機的一些資料
然後還有規劃你航線
因為你要怎麼飛的話是你要從
這邊去設定
工作人員正在組裝的
是無人機關鍵零元件
主要用來控制馬達方向
光是這個小零件
來回就得測試至少10萬次
確保飛行品質穩定度
不過國內許多無人機廠商
現在還在中小企業起步階段
以這家業者來說團隊不到20人
但一臺無人機從無到有
開發成本就要上千萬
資本額才900萬
剛開始在公司成立前前三年的時候
那我們那時候
如果要把這些次系統都很
完整的整合起來
他要開發的成
本大概就是公司的一個資本了
臺灣內需市場小
少數政府採購案
已經是目前國內的最大裁員
要漢國際大廠競爭更是困難重重
業者只能不斷嘗試尋找外銷機會
才可能開啟國際市場
今天的臺灣新絲路感謝您收看
我們下次再會
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