磁流動力學及其應用

一、磁瓶與熱核融合

宇宙中的許多物質均以游離體的型式出現，例如太陽、星星，以及星際中的物質都是如此；並且我們相信宇宙起初是一個很大的游離體球。在宇宙誕生時期磁流動力和重力同時扮演重要的角色。 核融合是將原子核壓縮在一起而發出能量，太陽和星星的光就是這樣產生的。太陽的能量燃料是氫，氫是只有一個質子的原子，在太陽中心被壓縮融合成氦，在此過程中部份的質量依艾因斯坦的質能轉換變成大量的能量釋放出來。而核融合作用是有條件的，例如太陽的核融合必須在重力的壓力下和大約1，500萬度的高溫下才會發生。科學家嘗試在地球上進行控制性的核融合來產生能量，氫彈式的核融合反應早已經完成，但因無法控制其反應，瞬間放出大量的能量，形成爆炸。核融合最大的困難是沒有適當的容器來盛裝高溫的游離體，因為普通的容器會被高溫的游離體熔化，不然就是游離體撞擊器壁損失了熱能而降溫。這時候磁流動力學就發生了效用，我們可以利用磁場將游離體限制於某一固定區域，使其進行核融合，這種方式我們稱為磁瓶。

二、磁流發電機

若是能成功的控制核融合，就能用許多方式將它發出的光能和熱能轉變成電能，例如將核融合產生的熱能加入水中，再用蒸氣渦輪機來發電，它所產生的能量比目前的核能發電的能量大的多，這種方式是利用電能與熱能互相轉換的原理。但是在轉換過程中會有許多的熱能散失在空氣來中，不僅效率差而且造成熱污染，所以仍舊有些美中不足。 另外還有一種更直接利用磁流動力來發電的方式，叫做磁流發電機。它是利用游離體在很強的磁場中運動，由於磁場的適當作用會使游離體中的電子移動而造成電流，只要將這些電流導出即可，可以提高效率並且省掉中間浪費的過程。目前的困難在於強力的磁鐵，雖可借助於電磁鐵，但過大的電流會因有電阻而產生大量的熱，會使得電磁鐵無法負荷，於是就得靠高溫超導體的零電阻的特性所製造的超導磁鐵，解決電磁鐵這部分的問題，磁流發電機的完成也指日可待了！