שיא חדש נקבע על ידי חוקרים באוקספורדשיר, והוא פריצת דרך שיכולה להשפיע לטובה על כולנו. החוקרים הצליחו לייצר 59 מגה-ג'ול של חום כחלק מהניסוי המתמשך Joint European Torus, אנרגיה שוות ערך לזו המתפרצת מ-14 ק"ג של חומר הנפץ TNT (בפיצוץ שנמשך 5 שניות). מדובר יותר מפי-2 בהשוואה לכמות האנרגיה שהושגה בתהליך הזה עד כה, 21.7 מגה-ג'ול, שיא שנקבע בשנת 1997.
ההישג הזה מגיע אחרי יותר משני עשורים של בדיקות, ניסויים, שיפורים וכיוונים מחדש במרכז לאנרגיית היתוך על של קולהאם, והוא מהווה אבן דרך משמעותית בדרך להפיכתו של היתוך גרעיני למקור אנרגיה ברת-קיימא ודלת פחמן. "התוצאות חסרות התקדים הללו מקרבות אותנו בצעדי ענק לכיבוש אחד האתגרים המדעיים וההנדסיים הגדולים ביותר", מציין פרופ' איאן צ'פמן, ראש האנרגיה האטומית בבריטניה. "זה ברור שעלינו לערך שינויים עצומים כדי לטפל בהשפעות שינויי האקלים, ובהיתוך יש כל כך הרבה פוטנציאל".
איך בדיוק זה קורה?
הטורוס, מכשיר בצורה שדומה לצורתו של "דונאט", בנוי כדי להכיל פלזמות, גזים מיוננים (עד מאוד), שמחוממים בטמפרטורות של עד 150 מיליון מעלות צלזיוס, פי 10 מהטמפרטורה במרכז השמש.
בטמפרטורות קיצוניות שכאלה, גרעיני האטומים יכולים להתמזג זה עם זה ולבנות יסודות חדשים – תהליך שבו משתחררת כמות אדירה של אנרגיה. למעשה, מדובר בתגובות ותהליכים הדומים לאלה אשר מתרחשים בשמש, והם אלה שעומדים מאחורי האור והחום שנפלטים ממנה – מה שלו אנו קוראים "אנרגיית השמש". בשמש כל זה קורה דווקא בטמפרטורות נמוכות יותר, זה בזכות כוח הכבידה.
![ניסוי בהיתוך גרעיני לייצור אנרגיה JET (צילום: UKAEA)](https://img.mako.co.il/2022/02/09/jet2_autoOrient_g.jpg)
הניסויים שנערכו בטורוס לאורך השנים התמקדו בשאלה – האם ההיתוך הוא בר השגה כאשר עושים שימוש בדלק המבוסס על שני איזוטופים של מימן, דאוטריום וטריטיום, אלה משתלבים לכדי יצירת גז הליום. התוצאות של המחקר האחרון מראות כי הדבר אכן אפשרי, מה שמהווה גם דחיפה משמעותית עבור פרויקט היתוך אחר גדול יותר, איטר, הממוקם בדרום צרפת. איטר אמור להתחיל לשרוף דאוטריום וטריטיום בשנת 2035, ובסופו של דבר לייצר יותר חום ממה שנדרש כדי לשמור על הפלזמה בטמפרטורות גבוהות.
אם הניסוי באיטר יצליח, השלב הבא יהיה בניית תחנת כוח אירופית שתהווה דוגמה ראשונה; כמות החשמל שתייצר תעלה על כמות החשמל שהיא תצרוך. מדובר בדרך ייצור אנרגיה שהיא פסגת חלומותיהם של רבים העוסקים בתחום – שכן היא איננה מערבת פליטת גזי חממה, ומכיוון שהיתוך של 1 ק"ג דלק במסגרתה שווהערך לפי10 מיליון יותר אנרגיה בהשוואה למה שיוכל לייצר 1 ק"ג של פחם, נפט או גז.
בעוד שדאוטריום זמין בשפע במי ים, טריטיום הינו נדיר עד מאוד, והוא מיוצר בכורים גרעיניים. כורי היתוך עתידיים (כולל איטר הצרפתי), צפויים לייצר עבור עצם את הטריטיום, על ידי שימוש בנייטרונים שאוגרים אנגריה גבוהה (הם משוחררים בתהליך ההתחרבות בין דאוטריום וטריטיו), כדי לפצל ליתיום מתכתי לטריטיום והליום. יש לציין כי על אף שבניסוי שחרר האנרגיה נמשך רק 5 שניות, במסגרתו הוכח כי ניתן לבצע את הבערה הזו באופן מתמשך.
השלבים הבאים שנובעים מההישג חסר התקדים שהוצג כאמור המחקר הזה, הם השימוש במסקנות שנלמדו ליישום יציב ומתמשך של הפקת אנרגיה, ואז גם את הפיכת האנרגיה לחשמל נקי מפליטות פחמן. אז יהיה זה לא רק צעד גדול במדע, אלא גם צעד גדול במאבק במשבר האקלים.