האם לוקהיד מרטין תפתור את כל בעיות האנרגיה של העולם?

המעבדה הסודית של לוקהיד מרטין, Skunk Works, רשמה פטנט במרץ האחרון על טכנולוגיה מהפכנית שיכולה לפתור את בעיות האנרגיה של העולם – לתמיד. אבל אל תפתחו עדיין את בקבוקי השמפניה. התוכניות הן לכור היתוך קומפקטי (CFR) שתיאורטית מייצר אנרגיה זולה, נקייה וכמעט אינסופית, הכל ממכשיר שיכול להיכנס לחלק האחורי של משאית סמיטריילר. נשמע לכם מופרך? זה בגלל שזה מופרך. מדענים עדיין מנסים להגיע לייצור יציב של תגובת היתוך מאז שעלה הרעיון לראשונה, לפני 70 שנה. בלוקהיד מרטין מאמינים שהם יכולים לשנות את זה.

היתוך תרמו-גרעיני מבוקר הוא הגביע הקדוש של ייצור אנרגיה. כששני אטומי מימן מתאחדים ויוצרים אטום אחד, כבד יותר, משתחררת כמות עצומה של אנרגיה. התהליך הזה הוא מה שנותן לשמש את כוחה. אין בתגובה הזאת פסולת רדיואקטיבית או פליטת פחמן, ומי אוקיינוס הם כל הדלק שלו זקוקים כדי לפעול במשך מאות אלפי שנים. אה, והכור לא מתפוצץ – כשתגובה נכשלת, היא פשוט מכבה את עצמה.

האם אחרי 70 שנה תפוצח הדרך לתגובת היתוך יציבה? | צילום: shutterstock

האתגר בהיתוך מסתתר ביכולת לשלוט ולתעל את התגובה הלא יציבה. למרות שהתיאוריה של תהליך ההיתוך קיימת מאז תחילת המאה ה-20, איש לא התחיל לחקור את זה ברצינות עד שנות ה-40, כשמדענים סובייטים חשפו את התוכניות שלהם לכור מסוג טוקאמאק – מכשיר שמשתמש בשדות מגנטיים רבי עוצמה לכליאה מגנטית של הפלזמה החמה (כ-300 מיליון מעלות צלזיוס) שנוצרת מההיתוך האטומי.

במשך כמעט 70 שנה הטוקמאק היה המועמד המוביל ליצירת כור היתוך גרעיני שימושי, אך המכשירים עדיין צורכים יותר אנרגיה מכפי שהם מייצרים. זה נובע מכך שהטוקאמאקס דורשים כמויות עצומות של אנרגיה כדי ליצור שדות מגנטיים חזקים מספיק כדי להכיל את הפלסמה החמה, ויש כמות מוגבלת של פלסמה שהם יכולים להכיל (כמות הידועה בתור "גבול הביטא"). ההיתוך הארוך ביותר עד היום נמשך 70 שניות – שיא שביצע כור מחקר קוריאני (KSTAR) ב-2016.

על מנת להתמודד עם הבעיה הנצחית של כליאת הפלסמה, לוקהיד מרטין משתמשים בטכנולוגיה מגנטית חדשה מבוססת סלילים, שמייצרת שדה מגנטי אפקטיבי יותר, וכך מגבירה בצורה משמעותית את גבול הביטא של הכור.

אל החלל ומעבר לו

אם התכנון של לוקהיד ל-CFR יצליח, הוא יהווה מהפכה גדולה יותר מהמצאת מנוע הקיטור או מנוע הבעירה הפנימית. על פי התכנונים העכשוויים, יחידת CFR אחת יכולה לייצר 100 מגה-וואט של חשמל, אנרגיה שמספיקה ל-80 אלף משקי בית אמריקאים, או לנושאת מטוסים גדולה. יש לנתונים האלה השלכות מעודדות בנוגע לטיסות לחלל.

היעדר פליטת גזי חממה, פסולת גרעינית או סכנות בטיחותיות פירושם שאימוץ גורף של הטכנולוגיה יכול לעצור את השינויים האקלימיים בכדור הארץ. אנחנו מדברים על מהפכה אנרגטית בממדים אפיים – אם רק נצליח לגרום לה לעבוד.

בתחום הזה יש ביטוי שכבר נהיה קלישאה – "היתוך גרעיני יהיה זמין בעוד עשר שנים". זה לא מפתיע, אם כך, שלוקהיד הכריזה שתבחן את הכור הקומפקטי בתוך שנה, תבנה אבטיפוס בתוך חמש שנים ותייצר את המערכת בעוד עשר.

כפי שציינו מבקרים מסוימים, Skunk Works עדיין לא פרסמו מידע על ההתקדמות שלהם – הם לא חשפו פרטים על הטמפרטורה או רמות הכליאה שאליהן הגיעו. יתרה מזאת, ההקטנה של הכור מוסיפה רמה נוספת של מורכבות לטכנולוגיה: אם המדענים הטובים בעולם לא מצליחים לגרום לכור בגודל של בניין לעבוד, איך גרסה מוקטנת שלו תצליח?
ברגעים אלו עמל צוות צרפתי על בניית כור היתוך בשווי 20 מיליארד דולר, ITER, שמתפאר בסלילים בגובה 12 מטר של מוליכי-על, בעלי יכולת כליאת חום גבוהה פי שמונה מזאת של הפרויקט המתקדם ביותר הקיים כרגע.

האם הכור הנייד של לוקהיד הוא באמת התרופה למצוקת האנרגיה העולמית? תחזרו אלי ב-2028 ואעדכן אתכם. בינתיים יש מספיק מקום לכל הספקנים.