פריצת דרך בתחום האנרגיה: ייצור חשמל בלי הסיכון באנרגיה גרעינית ובלי הזיהום מדלקים

מדענים אמריקנים הצליחו לייצר לראשונה בהיסטוריה תגובת היתוך גרעיני, שהביאה לרווח נטו באנרגיה. כלומר ייצור של יותר אנרגיה מזו הנדרשת להיתוך עצמו. באופן תיאורטי מדובר בהפיכת היתוך גרעיני למקור אפשרי לייצור חשמל. זהו צעד משמעותי בדרך להשגת מקורות כוח שאינם מזהמים כלל.

היתוך גרעיני הוא הליך ההפוך מביקוע גרעיני. בשעה שבביקוע מבקעים גרעין אטומי כבד לגרעינים קלים יותר, בהיתוך מתבצע הליך הפוך: שני גרעינים קלים מותכים יחדיו לגרעין כבד יותר. בשני ההליכים משתחררת אנרגיה, שניתן יהיה לנצל. היתוך מתרחש במצב צבירה שנקרא פלזמה, שהוא שונה ממוצק, נוזל או גז. בתוך השמש, גרעינים מתנגשים בטמפרטורות גבוהות, המתגברות על הדחייה החשמלית שנוצרת בין גרעיני אטום במצב רגיל. במצב הזה, המשיכה בין גרעיני האטומים מתגברת על הדחייה החשמלית, והם מסוגלים להיות מותכים יחדיו.

במה זה יכול לסייע? אם מדענים יצליחו ליצור מפעלי היתוך גרעיני המסוגלים לייצר חשמל בקנה מידה תעשייתי, מדובר במקור בלתי נדלה לאנרגיה לא מזהמת על כדור הארץ - בלי שריפת פחם או נפט. 

"מדובר בציון דרך עבור החוקרים והצוות שהקדישו את הקריירה שלהם כדי לראות את ההיתוך הופך למציאות. אבן דרך זו ללא ספק תוביל לגילויים נוספים", כך אמרה שרת האנרגיה של ארה"ב, ג'ניפר גרנהולם.

ד"ר נעמה חריט יערי, פיזיקאית גרעין ממכון דוידסון, שיתפה: "זהו עוד צעד משמעותי לקראת פתרון בעיית האנרגיה העולמית, וכן בעיית הזיהום בדלקים ממקורות מאובנים שגורמת לפליטת גזי חממה ולזיהום אוויר. עברו כבר כמעט מאה שנים מאז שהמדע גילה את האנרגיה העצומה שטמונה במיזוג שני גרעינים של אטומים קלים, כמו מימן, הגדולה אף מזו שמתרחשת בעת ביקוע של גרעינים כבדים, כמו אורניום."

"נוסף על כך, הדלק לתגובת היתוך כזו, מימן, הוא הכי זמין שאפשר לקוות לו – את סוגי המימן המשמשים בתהליך אפשר להפיק בקלות ממי הים. מאז ועד היום עובדים על חיקוי מבוקר של תהליך ההיתוך הגרעיני, המתרחש בשמש ובפצצות מימן, לטובת ייצור אנרגיה. עד היום, כמות האנרגיה שנדרשה כדי לחולל תהליך של היתוך גרעיני בניסויים הייתה גדולה מזו שהתקבלה בניסויים. לפני פחות משבועיים הצליחו חוקרים בפעם הראשונה לקבל בניסוי כזה 50 אחוז יותר אנרגיה מזו שהשקיעו ישירות בהיתוך. עם זאת, למרות פריצת הדרך המרגשת, הדרך עוד ארוכה מאוד לתחנות כוח מסחריות שיפעלו על היתוך מימן. לשם כך נצטרך להגיע לניסויים שמייצרים פי 100 ויותר אנרגיה ממה שמושקע בהם, לא פי 1.5".

ומה לגבי שימוש מסחרי?

ד"ר גדעון פרידמן, המדען הראשי במשרד האנרגיה, משתף כי המרחק לשימוש מסחרי בטכנולוגיה זו עדיין גדול מאוד, ולא ניתן על סמך תוצאות אלה לדעת אם הטכנולוגיה תבשיל לכדי מסחריות בטווח הנראה לעין. סך האנרגיה שהופקה בניסוי קטן – שווה ערך להפעלה של קומקום חשמלי ל-20 דקות, ולא ניתן להפיק את האנרגיה ברצף.