【核融合究竟快好了沒】
#ITER最新進度 #史上最大拼裝車
▋前行提要
核融合反應指兩個較輕的核種克服彼此之間的庫侖斥力、靠得足夠接近並融合成一顆新核種的過程。融合過程所損失的質量將轉換為龐大的能量(E=MC^2)。氘-氚核融合反應是核融合發電的最佳燃料，其無出其右的能量密度是極為理想的能量來源。數十年來，無數的研究人員和工程師都在探究如何駕馭這股能量。說說能源也曾經介紹過
https://reurl.cc/X69MG0

然而，要在地表上重現太陽內部的反應並非易事。地表上無法產生如太陽般的重力，科學家於是設計了一種能同時裝載燃料、外加強力磁場和升溫的裝置。這就是托卡馬克(Tokamak)，俄語"具有磁線圈的環形裝置"的縮寫。托卡馬克形狀從黎明期的甜甜圈設計，演變成蘋果般的環狀設計或是扭結型甜甜圈。前者代表是國際熱核融合實驗反應爐(International Thermonuclear Experimental Reactor, ITER)，後者代表是德國的Wendelstein 7-X 仿星器(Stellarator)。

一個托卡馬克通常包含以下重要系統組件：真空容器(Vacuum Vessel)、容器內壁護甲(Blanket)、偏濾器(Divertor)、超導磁鐵(Magnets)、低溫恆溫器(Cryostat)和偵測器(Diagnostics)。磁拘束設計會確保氣態燃料激發至電漿態(俗稱點燃(ignition))時漂浮在容器內而不會物理性接觸到容器內壁。而如何以最小能量點燃、維持電漿形狀、輸出能量最大化，則是電漿物理研究的核心議題。儘管高溫電漿的輸出能量已經能大於點燃電漿的所需能量(輸入能量)，但達到實用化階段(輸出能量/輸入能量比例>=10)、且維持足夠長的時間仍是一個瓶頸。這個瓶頸即將由ITER突破。

ITER是個在國際核融合研究協議底下的巨型工程，建成後將會是世界上最大的磁約束電漿物理學實驗爐，爐子位於法國南部的卡達拉舍(Cadarache)附近。ITER的另一個工程目標是驗證大規模發電(無庸置疑的無碳排乾淨能源)的可行性。ITER預計製造超過攝氏10億度的氫電漿體，達成「輸出能量/輸入能量比例>=10」並產出約500 MW的核融合能量。

ITER將向世人證實核融合發電是個務實可行且非常安全的發電裝置，也會替未來世上的核融合電廠製造氚燃料。

▋ITER目前進度
2020年5月25日到27日三日間，約200名的工程團隊安裝了首個低溫恆溫器底座(cryostat base)(如附圖"The bottom cryostat")組件。這個低溫恆溫器底座--整個托卡馬克中單一最大也最重的組件--是底層構造的巨型金屬筒，將會承載反應爐其餘的零組件、諸如真空容器、巨型超導磁鐵和低溫恆溫系統，可說是ITER爐子的蓮花座。團隊會接著安裝低溫恆溫器的底部圓筒、來自南韓的真空容器組件、來自日本的環面磁線圈(toroidal field coils)和熱遮罩。建設團隊正戮力於讓主要組件於2021年底全數到位，以趕上2025年年底的完工期限。

然而就在2019年，COVID-19來襲。由於建造過程中、零組件必須在正確的時間送達施工現場，若強制中止將使佈及全球且數以百計的供應商和供應鏈分崩離析；故高層決定維持原建設步調，同時實施了一系列措施: 保持社交距離、洗手、戴口罩等。也讓約2000名白領員工改為遠端工作、現場員工數則從2500降為700名。

儘管如此，歐盟的真空容器組件的運送還是遭受了影響。機構長Bigot表示，目前每天最低開銷是一百萬歐元；他將於下個月和ITER委員會進行遠端視訊會議時就疫情相關事宜進行討論。屆時，他希望委員會會決定：追加預算以維持現步調，或是追加少一點的預算並展延一年。

▋技術困境
高能中子轟擊材料會導致材料劣化，這個特殊現象稱為輻射損傷。若輕水爐(沸水式)運行40年所產生的傷害是1,則商用核融合爐在整個服役週期內所產生的傷害將會是100左右。能抗輻射損傷、具低放射性、便宜又耐用的材料會是下一階段--DEMOnstration Power Station(DEMO,商用示範爐)--的主要挑戰。

ITER里程碑，來自於各個成員國家二三十年來的長期政策支持和各國科研人員的努力工作，ITER的所有技術果實自然也將由成員國間分享。儘管ITER計畫非我國國力能及，但是否該藉此反思一下，我國能源產業和科學研究是否存在任何十年期以上、且確切執行的長期政策呢？ 還是每四年畫個大餅後無疾而終呢？

▋參考資料
ITER官網
https://www.iter.org
Science 訪談報導主要聚焦近期COVID19影響
https://reurl.cc/oLq2RM

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下文為上方引用Science Insider訪談ITER計畫的報導翻譯節錄

▋疫情中的ITER
過去兩天，約200名的團隊小心翼翼地吊起冷卻基座(cryostat base)--相當於棒球內野大小、重如巨型檜木的大型鋼鐵圓盤--並放入托卡馬克底座。這個冷卻基座--整個托卡馬克中單一最大也最重的組件--是底層構造的巨型金屬環，將會承載反應爐其餘的零組件、諸如真空容器、巨型超導磁鐵和冷卻系統。建設團隊正戮力於讓主要組件於2021年底全數到位，以趕上2025年年底的完工期限。

ITER有好長一段時間僅止於人們心中的概念設計。ITER最初於80年代被提起，後於2007年在法國正式變成跨國計畫。參與成員包括中國、歐盟、印度、日本、南韓、俄羅斯及美國。該計畫原定於2016年完工，但時程表在2016年時由新任機構長官General Bernard Bigot延後至2025年末(並追加了預算)。

然而在2019年建設進度接近70%時，COVID-19瘟疫來襲。由於建造過程涉及佈及全球且數以百計的供應商；後者被要求將零組件在正確的時間送達施工現場，若強制中止後再開將讓一切分崩離析。是故，和世界其他角落的科研設施不同，上層決定維持原建設步調，約2000名白領員工改為在家遠端工作，而現場員工則從2500降為700名。

【 奇幻遠距蒙特梭利（二）：實驗實驗再實驗 】

在書僮媽媽似乎比少爺還努力的奮鬥共學中，奇幻遠距蒙特梭利又這樣過了一週！

本週主題是五種感官中的「嗅覺」與「味覺」。週一的Morning Greeting email從我們的味覺與嗅覺開始聊，談到神經如何從舌頭與鼻腔如何傳達訊號給大腦，談到花香、花蜜的甜味與花的色彩是為了吸引蜜蜂蝴蝶蜂鳥等pollinator（授粉生物）。

配合的作業活動包括與家人一起做好幾樣有趣的嗅覺味覺小實驗以檢驗兩者間互相影響的關係。去外頭找一朵很香的花、素描並且觀察描述它的香味、觀察紀錄周邊的授粉生物。

週二開始聊起花朵的構造與不同部位的作用，包括由petal（花瓣）組成的、字根是corona（皇冠）的corolla（花冠），由sepal （萼片）組成的、字根是kalyx（外覆）的calyx（花萼），產生花粉的stamen（雄蕊），與接受花粉之後會逐漸腫漲發展出種子與果實的pistil（雌蕊）。也聊到不同種類的花朵構造可能不同，授粉方式也不同。

配合的作業活動包括自製一本花朵構造的書、解剖花朵不同部位後黏貼到頁面上註明各個部位的名稱。出門散步並且觀察不同的花朵以觀察分析並且紀錄。翻冰箱找一個水果觀察原本是花萼的地方，想像原本花朵逐漸長成水果的過程。

週三繼續深度聊花朵的構造與不同的分類。像花冠可能是由分開的花瓣組成的，叫做polypetalous，有著poly的希臘字根，意思是『很多』。（小札克問我還有什麼字是用同樣字根，我只想得出兒童不宜的polygamy而已，結果當週幾何數學人家就聊到polygon多邊形🤣）

如果花瓣是連在一起的就叫gamopetalous，有著gamos的希臘字根『婚姻』，所以有著結合的意思。

花萼同樣有著萼片分離、一樣是poly字根的polysepalous，以及萼片連結在一起、一樣是gamos字根的gamosepalous。

然後花朵也自己有不同的分類。像如果一朵花裡同時有著雄蕊雌蕊很直接可以自己不囉唆生下一代的話，就是perfect flower。如果一朵花裡只有雄雌蕊其一的話就是imperfect flower。

搭配作業包括再次出門散步觀察花朵，看能不能分析出花朵的分類並且繼續記錄在自製的小花書中。

週四聊起授粉完成、花謝了之後，雌蕊如何腫脹生出種子以及種子周邊的保護層，也就是果實。繼續聊果實的構造，包含希臘字根是epi（外面）與karpos（果實）的外皮epicarp，希臘字根是meso（中間）的果肉mesocarp，以及希臘字根是endo（裡面）的果核endocarp。

從這兒開始聊起不同水果的分類法。像桃子等有堅硬內核的drupe類，像香蕉或小藍莓等果肉裡很多種子但是沒有果核的berries類，像草莓或桑椹等從一朵花含很多雌蕊發展出外層很多種子的aggregate fruits，像蘋果等果肉中間硬化變核的pome，還有外皮堅硬果肉多汁又很多種子的pepos類。

配合作業活動則是翻出家中冰箱與後院長著的不同水果，素描、解剖分析、觀察紀錄分類，然後切小塊做成水果沙拉給家人共享。教學影片包含以五種感官為主軸的詩寫法，嘗試跟著指示寫一則小詩。（其實每天都有介紹一種不同技巧的小詩並且嘗試寫作）

週五小小複習總結串連之前幾天學到的植物如何從花朵長出果實的過程，聊到甜美水果的作用其實是為了吸引動物採食然後走到遠方拉出包含種子的大便肥料，讓植物得以移民延續下一代，同時也聊到植物許多不同的播種方式。

然後話鋒一轉，突然出現了很妙的水果代數小挑戰，藉此介紹代數的概念，並且挑戰孩子們用不同的數字去試驗代數。

配合作業活動包括繼續解剖水果，數每種水果裡面有幾顆種子，然後以觀察紀錄出的數據去自製條狀圖。教學影片包括了幾個用硬幣與牙籤去玩的數學挑戰遊戲，介紹給孩子們實驗中trial and error（重複試驗）的概念。

另外小團體一對四的Zoom lesson學的是分數的減法，同樣是用在家自製的分數餅教具去手作觀察體驗。

一週下來，我跟小札克每天就是小實驗接著小實驗接著小實驗，不停地在動手。

我突然想到『實驗』不就是實際體驗、實作試驗，也就是蒙特梭利教育每天不停在發生的常態。不管是多小多簡單的概念，都一定要孩子動手試驗體驗一下。

從簡單的算珠子去學習進位與加減乘除開始，一直到分數、幾何與代數的教具操作，每一環的邏輯思維都要孩子們掌握得好好的，有著全面透徹的領會之後才會前進到下一步，這樣不管孩子在哪個階段都能夠融會貫通。

我腦裡浮出一些自己古早小學時的回憶。課本長什麼樣子、讀過什麼都完全記不起來，有著鮮明記憶的都是自己動手去做過的，像養蠶寶寶、種小豆芽觀察成長紀錄、寫大字報上講台帶領全班念生字、在圖形裡塗色並剪下來之類的片段。不知道現在如何，不過我小時候傳統教育中的實驗是偶發的小亮點，坐著乖乖聽講是常態，亂動還會被老師點出來訓話。

我突然領會到小札克與北鼻麥的學校生活是跟我的學習經驗完全相反的、實驗才是學習常態。就算老師在教lesson也是拿著教具一起手動互動，聽講是很偶爾才會發生的頂多十分鐘的事。（然後他們竟然還敢抱怨那十分鐘很無聊！！）

每年小學新生開學前的座談會，老師們總是再三聲明，日後孩子帶回家的練習卷之類的『成果』相當的少，放學也都沒有功課作業，很可能從家長的眼中看起來他們就是一直在玩、什麼都沒學到。不過請相信老師，孩子們真的都有在學習，所有的成果都會牢牢地待在他們的大腦裡。

也就是因為這樣的教學，讓蒙特梭利遠距剛開始混亂到全校師生一個頭兩個大。正常情況下的自學共學，應該都是家長們確定自己有時間陪伴教導孩子才會做的事，在這種奇特的防疫居家遠距狀況下，每個家庭裡的家長都有著很不同的情況。

我們班上一些雙薪的家長在家工作反而比以往更忙，於是遇到需要協助孩子的活動就相當頭痛，希望學校給一些傳統作業這樣孩子可以安靜在旁自修不煩人。卻也有家庭主婦的媽媽在禁足令後無聊得很，急切希望學校給予更多的有趣實驗活動。

像我們家這樣，我跟保羅工作上的公事都一下子減緩極多，兩人每天能夠專心一對一地與孩子共學三小時，再把兩少爺丟給我媽然後出發去忙自己工作與修房子的事，可謂天時地利人合，真的覺得好慶幸。❤️

（下課鐘響請待續）

＃東京購物～目黑「成城石井」超市

先前分享住在目黑公主花園酒店，附近有許多家超市可逛，提到超市，在東京最吸引我的超市應該是「成城石井」吧！一來是當初喜歡上「麻布川越屋」的花生醬，找遍超市只有在「成城石井」才買得到（重點還不是每一家「成城石井」都有） ; 二來是「成城石井」這家超市的商品還真多，有些還只有它們專賣的 ; 最後是「成城石井」自有商品還蠻不錯的！

「成城石井」不僅販售日本本土商品，還有很多來自世界各地的進口貨。而且還充分利用店鋪空間，熟食便當、酒水飲料以及零食區等商品種類超級多，逛起來非常過癮。拿到手的每件商品，無論是品質、還是特色，我都給予蠻高的評價！

會發現「成城石井」這家店是因為朋友送了我一罐「麻布川越屋」的花生醬後，我在前往東京旅遊時遍尋不著，經由朋友告知才知道他在「成城石井」超市買到的，才讓我有機會認識這家超市，也因此幾乎到東京旅遊我都會去逛逛「成城石井」超市。

好奇的我，也在多次到「成城石井」超市購物後，回到台灣開始研究這家超市～～在東京世田谷區「成城」這個地方（小田急電鐵「成城學園前」站），是東京都數一數二的高級住宅區，有很多作家、音樂家、藝人、企業家～～等名人住在這個區域，雅緻的宅邸是這個住宅區的特徵。而另一項讓「成城」這個名字遠近馳名的地區象徵，那就是「成城」老居民口中的「石井店舖」，車站前的老字號超級市場―「成城石井」。

而我喜歡投宿在「目黑」，在「atre目黑2」就有一家「成城石井」，超市入口處就是便當和熟菜區。便當使用的食材十分講究且配色漂亮，光是看看就忍不住要流口水，熟菜區選擇多多，即使沒辦法帶回國，買回飯店嚐嚐日本家常菜也會是很棒的旅行體驗！飲料區也是讓我目不暇給，「白玫瑰咖啡飲料」、「巴西莓果汁」～～這根本是在一般超市、超商都買不到的飲料！酒品區裡的紅酒、啤酒、日本酒應有盡有，在日本消費者的心目中，「成城石井」的紅酒選擇豐富且品質優良，也很有口碑。最重要的是，大多數紅酒都是1000多日元，超級物美價廉！

「成城石井」的中央廚房除了供應這些便當和熟菜之外，人氣商品NO.1是「起司蛋糕」，三層構造的這款蛋糕，從下到上分別是蓬軟海綿蛋糕底、包裹杏仁片和葡萄幹的厚實起司層，以及最上面的脆香糖粉奶油細末，吃過一次後就讓我愛上它。另一項非常有人氣的自產商品「全水果風格」水果果醬，味道可選擇性非常多，我個人蠻喜歡草莓味。原料精挑細選，可以看到完整的草莓果實，同一系列的蘋果、藍莓～～口味也非常推薦可以選購！

投宿的飯店附近有這麼一家讓你逛到忘我的超市，你會喜歡嗎？這也是我這麼多年以來喜歡投宿在「目黑」的原因之一～～分享給大家，也可以在選擇住宿飯店前，做一下功課，看看飯店附近有沒有這樣的超市！
地址：品川区上大崎3-1-1　アトレ目黒2 1F
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