קטע עצום של תשתית היתוך שחייב לעמוד בטמפרטורות של מיליון מעלות צלזיוס. קרדיט: General Fusion
זה נשמע כמו מדע בדיוני.
במעבדה בוונקובר, קנדה, מדענים לובשים מעילים אדומים עובדים כדי ליצור מחדש את התנאים הצורבים, של 100 מיליון מעלות בתוך ליבת השמש שלנו. הם משתמשים במנגנון מתכת דמוי תמנון בגובה שתי קומות כדי למוטט קירות של מתכת נוזלית כסופה על פני אטומי מימן, למזג את החלקיקים יחד ולשחרר חום. חום זה הופך לאחר מכן לאנרגיה נטולת פחמן.
כן, זה יכול לעבוד, אבל יש עוד דרך ארוכה מאוד לעבור עד שהטכנולוגיה הזו עשויה להפעיל את הבית שלך. במשך יותר מחצי מאה, האנושות השקיעה מוחות מבריקים ומיליארדי דולרים כדי לפצח את משוואת ההיתוך. למרות זאת, חלום ההיתוך נותר שקוע ברובו בתפיסות עתידיות רחוקות של מה שיכול להיות.
אבל לדעתו של מנכ"ל ג'נרל פיוז'ן, כריס מוורי, העבודה הזו אינה עוד פוטוריזם הוליוודי בדיוני. "המטרה שלנו היא ההיפך מעתידני", אמר.
מוורי והצוות שלו רוצים שכורי היתוך גרעיניים אלה יחליפו את מפעלי הפחם והגז המניעים את הערים הזוללות אנרגיה של היום. הישג שאפתני שכזה, לעומת זאת, הוכח כחמקמק מאז שנות ה-50, כאשר אנשים ניסו לראשונה ליצור מדע מעשי מתוך הרעיון התיאורטי של היתוך מבוקר.
במשך יותר מחצי מאה, האנושות השקיעה מוחות מבריקים ומיליארדי דולרים כדי לפצח את משוואת ההיתוך.
רתימת האנרגיה מההתנגשות וההיתוך של אטומי מימן נעשתה באופן היסטורי על ידי תוכניות מסיביות במימון ממשלתי, כמו אלה ברוסיה, יפן, אירופה וארצות הברית. ארה"ב, למשל, השלימה את מתקן ההצתה הלאומי בסך 3.5 מיליארד דולר ב-2009, מעבדה בגודל של שלושה מגרשי כדורגל שמשתמשת בלייזר ענק לפיצוץ אטומי מימן עם 192 קרני אנרגיה גבוהה.
תוכנית זו - מרשימה ככל שתהיה - אינה קרובה לייצור אנרגיה להמונים.
אבל עם ההתקדמות המודרנית, Mowry אומר שהחלום של היתוך גרעיני במחיר סביר שמניע את הבתים, הטלפונים והמכוניות שלנו הוא כעת מציאותי.
קשה להפריז עד כמה זה ישנה את העולם.
"אני חושב שהיתוך הוא סוג של הגביע הקדוש של האנרגיה", אמר סקוט הסו, חוקר היתוך במעבדה הלאומית של ממשלת ארה"ב בלוס אלמוס. בנוסף ליצירת כמות עצומה של אנרגיה, Hsu ציין כי היתוך גם אינו סובל מהחסרונות הרבים של מקורות האנרגיה הקיימים. היתוך פועל על מי ים (מקור המימן), אינו משאיר מאחוריו מוטות דלק רדיואקטיביים ואינו מייצר גזי פחמן - מקור ההתחממות של כדור הארץ.
הגביע הקדוש בהחלט עדיין לא כאן, אבל ג'נרל פיוז'ן מאמין שהוא בהישג יד - הרבה יותר קרוב מכולם.
"פיוז'ן זה אמיתי," אמר מורי. "כל מה שאתה צריך לעשות זה להסתכל על השמש. זה בעצם רק תהליך של יצירת כוכב מלאכותי. זה קשה, אבל זה לא בלתי אפשרי".
כדי ליצור כוכב מלאכותי, ג'נרל פיוז'ן לא מסתמך על רעיון חדש ומהפכני. מוורי הסביר שהחברה "מדמיינת מחדש" את טכנולוגיית ההיתוך הגרעיני מלפני 50 שנה.
"זה סוג של רגע SpaceX," הוא אמר, בהתייחס לעובדה זאתאילון מאסקלא שינה מהותית עשרות שנים של מדע הטילים. "אלון הביא חידושים בתעשייה הפרטית ומאפשר לטכנולוגיות לדמיין מחדש את מדע הטילים בצורה חסכונית ומעשית יותר".
מהנדסי General Fusion עובדים על מערכת דחיסה אב טיפוסית בשנת 2016. קרדיט: פיוז'ן כללי
גנרל פיוז'ן מקווה לעשות את אותו הדבר - אבל על כוכב לכתמושפע מהצטברות גזים לוכדי חום באטמוספירה. משמעות הדבר היא לזרוק את הדלקים המאובנים - במיוחד נפט, פחם וגז טבעי - שמניעים את חיינו. מקורות אנרגיה מתחדשים כמו חוות רוח וחוות שמש משפיעים באופן בולט על שחרור הפחמן של האנרגיה שלנו, אבל סביר להניח שנצטרך עוד מקור אמין של אנרגיה נקייה כדי להפעיל את המטרופולינים הצומחים שלנו - משהו שאנחנו יכולים להפעיל מתג ולהפעיל.
"[רוח ושמש] לא יכולים לפתור זאת בעצמם בשום דרך מעשית או כלכלית", אמר מורי. "החזקת מקור אנרגיה שניתן לייצור ביעילות זה משהו שהוא באמת חשוב."
מהירות אור ניתנת לריסוק
"המעבר מכור אקדמי לכור אמיתי אינו גבעה או עמק מוות. זה אוורסט תלול ואחריו עמקים מרובים של מוות".
מומחי אנרגיה - במיוחד אלה שחוקרים כיצד להפחית את הפחמן של כדור הארץ - מברכים על מחקר ההיתוך הגרעיני הזה.
"אני מברך על ההתלהבות של ג'נרל פיוז'ן", אמר אחמד עבדולה, שחוקר את הכלכלה הפוליטית של טכנולוגיות נטולות פחמן בבית הספר למדיניות ואסטרטגיה גלובלית בסן דייגו. "אנחנו זקוקים לכמה שיותר ניסי האנרגיה האלה."
אבל עבדולה מרכך את האופטימיות שלו.
הוא מציין שיש מכשולים ניכרים לפניו שיכולים לשתק טכנולוגיה כה מתפתחת: קבלת תמיכה ממשלתית, הוכחה לממשלות שהטכנולוגיה בטוחה ומאובטחת, והבטחה שיש "תיאבון" או קבילות חברתית להיתוך גרעיני.
"המעבר מכור אקדמי לכור אמיתי אינו גבעה או עמק של מוות. זה אוורסט תלול ואחריו עמקים מרובים של מוות", אמר עבדולה.
אב טיפוס של מזרק פלזמה מימן General Fusion. קרדיט: General Fusion
ישנה גם שאלת העלות המתעוררת. כל סוג של טכנולוגיה גרעינית חדשה היא מאמץ יקר מאוד. אפילו לטכנולוגיות של ביקוע גרעיני (בניגוד להיתוך) - המבוססות על טכנולוגיות מוכחות המספקות אנרגיה לחלק גדול מהעולם כבר למעלה מחצי מאה - יש עלויות כמעט עצומות, הסביר עבדולה. בניית מפעל ביקוע חדש עולה בין 5 ל-15 מיליארד דולר.
"זה תמיד יקר יותר בסדר גודל ממה שאתה חושב", אמר. "המציאות עגומה יותר ממה שהנחות מסדר ראשון יגרמו לך להאמין."
נראה שג'נרל פיוז'ן לא נרתע מהמציאות האלה. היא מתכוננת לצאת לחמש שנים של "תוכנית הדגמה קדם-מסחרית". אם זה יוכיח את הכדאיות של ההיתוך שלהם, "יכול להיות שתהיה לך אנרגיית היתוך שתכניס חשמל לרשת עד העשור הבא", אמר מוורי.
זהו ציר זמן נועז, אבל מוורי מצטט את הגיבוי הפיננסי של המשקיעים של ג'נרל פיוז'ן - הכולל את משלחות בזוס של ג'ף בזו - כתמיכה בפוטנציאל הריאליסטי של כור ההיתוך שלהם.
"העובדה שאנו מסוגלים לגייס הון אומרת כי לוחות הזמנים יכולים לעמוד בבדיקה של בדיקת נאותות".
"העובדה שאנו מסוגלים לגייס הון אומרת כי לוחות הזמנים יכולים לעמוד בבדיקה של בדיקת נאותות", אמר.
מומחי פיוז'ן, כמו Hsu של לוס אלמוס, לא בהכרח נמכרים בציר הזמן הזה, אבל כן מכירים בכך שלג'נרל פיוז'ן יש פוטנציאל להניע ערים מוקדם יותר ממה שחלקם עשויים לשער.
"הייתי אומר שאם הכל ילך בצורה מושלמת, אני כן חושב שהיתוך על הרשת יכול להיות אפשרי בזמן סביר", אמר הסו. "בוודאי פחות מציר הזמן של 30 עד 50 שנה שהפך את הפיוז'ן לבדיחות התחת בתעשיית האנרגיה."
כדי להפוך את ההיתוך הגרעיני לתחרותי - כלומר זול יותר ממפעל המונע בפחם או בגז - הפילה החברה מחסום טכנולוגי שהפיל מזמן פרויקטי היתוך: יצירת תגובות היתוך של 100 מיליון מעלות מבלי להרוס את המכונה.
"אתה לא יכול ליצור תחנת כוח אם אתה צריך להחליף את הקרביים שלה כל שבועיים," אמר מוורי.
אז הם משתמשים במתכת נוזלית. תגובת היתוך גרעיני יכולה לאפות מתכת נוזלית, אבל החומר מתחדש במהירות. כן, זה משהו כמו ה-T-1000 האגדישליחות קטלנית II.בדומה לבוכנות במנוע דיזל, הבוכנות הענקיות של כור ההיתוך נלחצות מטה בערך פעם בשנייה, ומאלצות את המתכת הנוזלית להידחס ולהתיך יחד מימן. ברגע זה, אותה תגובה שמתרחשת עמוק בתוך כוכבים - היתוך גרעיני - מתרחשת, והחום נספג במתכת הנוזלית, וחוסך את דפנות המכונות.
מכאן, ג'נרל פיוז'ן מפעיל תהליך שמעביר את החום הזה למים סמוכים, לא שונה מדי מהרדיאטור במכונית. המים הסופר-מחממים האלה הופכים לקיטור, והופכים טורבינות לייצור חשמל באותו אופן שבו מפעל פחם או גז עושה זאת.
טכנאי ג'נרל פיוז'ן עובדים על מזרק מימן, מרכיב מרכזי בהשגת מימן במצב שבו ניתן להתמזג אותו יחד - ובכך משחררים אנרגיה. קרדיט: General Fusion
שוב, הפיתוי של היתוך גרעיני הוא שהוא לא מייצר פחמן - ותוצרי הלוואי האחרים שלו הם מינימליים.
"המוצר העיקרי הוא הליום שנכנס לבלוני מסיבה", הסביר מוורי. הוא מציין שיש "איזו פסולת קצרת מועד שאולי יש לך בבית חולים", אבל חשוב מכך, שום דבר בקנה מידה של פסולת מכורי ביקוע גרעיניים.
"אין מוטות דלק בשימוש שיושבים מאות אלפי שנים", אמר.
בעשור הקרוב, ג'נרל פיוז'ן צריך להוכיח שהוא יכול לייצר את האנרגיה הנקייה הזו. אבל גם אם זה לא יכול לעמוד ביעד שאפתני כזה, גוברת האמונה שמישהו אחר יצליח.
"בסופו של דבר האנושות תגיע לשם והיא תהיה מקור האנרגיה הדומיננטי לאנושות", אמר הסו. "השאלה היא באיזה קנה מידה זמן".
מארק הוא עיתונאי עטור פרסים ועורך המדע ב-Mashable. לאחר שעבד כשומר בשירות הפארקים הלאומיים, הוא החל בקריירת דיווח לאחר שראה את הערך יוצא הדופן בחינוך אנשים על ההתרחשויות על פני כדור הארץ, ומעבר לכך.
הואירד 2,500 רגללתוך מעמקי האוקיינוס בחיפוש אחר כריש שישה זימים, העז אל תוךאולמות של מעבדות מו"פ מובילות, וראיין חלק מההמדענים המרתקים ביותרבעולם.
אתה יכול להגיע למרק בכתובת[מוגן באימייל].
ניוזלטרים אלה עשויים להכיל פרסומות, עסקאות או קישורי שותפים. בלחיצה על הירשם, אתה מאשר שאתה בן 16+ ומסכים לנותנאי שימושומדיניות פרטיות.