ואולי בכל זאת צנצנת מים היא התשובה לבעיות האנרגיה של העולם

היתוך קר – הפקת אנרגיה בתהליך פשוט וזול – נחשב במשך שנים לפנטסיה מדעית פרועה. אולם פיתוח שיטה חדשה לביצוע התהליך והחלטת משרד האנרגיה האמריקאי לשקול הקצאת תקציבים לתחום עשויים להזניק אותו לחזית המחקר, או לפחות להסיר את הדימוי המפוקפק שדבק בו

אוריאל בריזון

ערכת הניסוי. מקור אנרגיה בלתי נדלה

https://www.hayadan.org.il/coldfusion110404.html

בראיון ל"ניו יורק טיימס" לפני כשבועיים הדהים ד"ר ג'יימס דקר מדענים רבים. דקר, סגן מנהל המחלקה המדעית במשרד האנרגיה האמריקאי, אישר כי המשרד ידון בקרוב באפשרות להפנות תקציבי מחקר לאחד התחומים השנויים במחלוקת במדע המודרני – היתוך גרעיני קר (ColdFusion). אם אכן יוקצה לתחום מימון ממשלתי, ייפתח פרק חדש באחד הסיפורים המוזרים של המדע בעשורים האחרונים.

היתוך גרעיני הוא תהליך שבו גרעיני האטומים של חומרים קלים יחסית, כמו מימן, מותכים יחדיו, מתמזגים, ועקב כך פולטים אנרגיה רבה. זהו תהליך שונה ביסודו מביקוע גרעיני. בביקוע גרעיני, התהליך המתרחש בכורים גרעיניים, מפורקים אטומים של חומרים כבדים, כמו אורניום, לצורך הפקת אנרגיה.

בעוד שמדענים יודעים כיצד לייצר אנרגיה שימושית באמצעות ביקוע גרעיני, לא נמצאה עדיין דרך להפיק אנרגיה באופן עקבי וסדיר מהיתוך גרעיני. השמש מונעת על ידי תהליכי היתוך המתרחשים בליבתה, ובניסיון לייצר על כדור הארץ תנאים הדומים ללב השמש (טמפרטורה של כ-10 מיליון מעלות) בנו מדענים כורים ענקיים עתירי ציוד כבד ומורכב: מחוללי שדות מגנטיים רבי כוח וקרני לייזר בעלות עוצמה גבוהה. אך למרות השקעה של כחצי מיליארד דולר בשנה במשך כעשור בארה"ב, לא הצליחו הכורים הללו להפיק תהליך היתוך יציב. בשנים האחרונות מתגברים מאמצי המחקר ובאחרונה נשקלת הקמתו של כור היתוך ניסיוני בינלאומי ביפאן או בצרפת.

הנכונות להשקעה כה רבה במחקר נובעת מההבטחה העצומה הטמונה באנרגיית היתוך. היום שבו תפותח שיטה יעילה לביצוע היתוך גרעיני יירשם בהיסטוריה כראשיתה של מהפכה כלכלית עולמית. היתוך הוא מקור אנרגיה בלתי נדלה. את חומרי הדלק הדרושים להיתוך (איזוטופים של מימן) ניתן יהיה להפיק ממים רגילים, והתהליך כמעט שאינו יוצר פסולת רדיואקטיווית. מדינות יוכלו לנטוש את הנפט והדלקים המזהמים, ומחירי החשמל יצנחו. יש אפילו מי שהפליגו בתיאורים של תחנות שאיבה המונעות בחשמל זול, שיפריחו את המדבריות באפריקה ובאוסטרליה ויעזרו לספק מזון לעולם השלישי. ויש גם מי שהזכיר ששחרור מהתלות במוצרי נפט ישנה את מאזן הכוח הגיאופוליטי העולמי.

הניסוי לא שוחזר

בשנת 1989 התחוללה תפנית מפתיעה בסיפור המרדף המדעי אחרי היתוך גרעיני. שני כימאים, מרטין פליישמן וסטנלי פונס מאוניברסיטת יוטה, כינסו מסיבת עיתונאים והודיעו שפיתחו שיטה לביצוע היתוך גרעיני יציב ושימושי בלא כל הציוד הכבד של כורי ההיתוך. אפשר לבצע היתוך, הכריזו פליישמן ופונס, בצנצנת פשוטה ובטמפרטורת החדר. ההיתוך הקר נולד.

פליישמן ופונס חיברו מקור מתח חשמלי לאלקטרודות שהושמו במכל של נוזל. לטענתם, האטומים שנמשכו אל אחת האלקטרודות בשל המתח החשמלי והצטופפו סביבה, נדחקו בכוח כה רב עד שנוצר ביניהם תהליך היתוך.

מיד לאחר מסיבת העיתונאים הדרמטית פרצה סערה בעולם המדעי. לצד ההתלהבות מהתוצאה, היו רבים שביקרו את שני החוקרים על כך שפנו לעיתונות הלא-מדעית לפני שפירסמו את ממצאיהם בכתב עת מדעי. עשרות מעבדות בעולם ניסו לשחזר את הניסוי; רובן לא הצליחו. רק בחלק מהמקרים נרשמו עדויות כלשהן לקיומו של היתוך גרעיני, וגם במקרים הללו התוצאות היו גבוליות. לאחר זמן מה הכריז צוות חוקרים מהמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT) כי הניסוי אינו תקף ואף רמז כי ייתכן שמדובר במעשה רמייה.

הביקורת על פליישמן ופונס הלכה וגברה, ומדענים טענו כי חטאם של השניים אינו רק רמתה הירודה של עבודתם המדעית אלא הנזק העצום שגרמו למוניטין של הקהילה המדעית כולה. אילו היו פועלים על פי הכללים המקובלים ומעמידים את ממצאיהם לביקורת של עמיתיהם לפני הפרסום, טענו המבקרים, היתה כל הפרשה נמנעת.

המושג "היתוך קר" נהפך לשם נרדף לפעילות כמו-מדעית בלתי מבוססת. הקהילה המדעית התנערה מהתחום וכתבי עת מדעיים סירבו לפרסם מאמרים הקשורים בו. פליישמן ופונס נאלצו לעזוב את האוניברסיטה שלהם ואף את ארה"ב. הם קיבלו מימון מצומצם מחברה פרטית וניסו להמשיך את המחקר בצרפת במשך כמה שנים. פונס מסרב להתראיין מאז שנות התשעים.

למרות המוניטין המפוקפקים שיצאו להיתוך הקר, חוקרים אחדים בשולי האקדמיה ובגופים פרטיים התעקשו להמשיך במחקר. מדענים אלה טענו כי אף על פי שהניסוי של פליישמן ופונס לא שוחזר באופן עקבי, היו כמה עדויות מוצקות לכך שתהליך ההיתוך אכן התרחש. הם גרסו כי ייתכן שקיים גורם כלשהו המקשה על שחזור הניסוי וכי ייתכן שאפשר להתגבר על הבעיה על ידי השקעת מאמץ מחקרי נוסף.

המצדדים בהיתוך הקר טענו שהיחס השלילי לתחום לא נבע רק משיקולים מדעיים. לדבריהם, תגובתם של הפיסיקאים לשני הכימאים ש"פלשו" לתחומם היתה אמוציונלית. טענה נוספת היתה שהחשש מחלוקת תקציבי המחקר בין ניסויי היתוך רגילים לניסויים בהיתוך קר הוא שגרם לגל ההתקפות על הגילוי. היו גם מי שטענו שהממשל האמריקאי וחברות הנפט הגדולות עודדו את הביקורת על ההיתוך הקר.

עם הזמן התגבשה קבוצה מבודדת של חוקרים שהמשיכו לנסות לבצע היתוך קר במעבדה. אף שעם קבוצה זו נמנו כמה מדענים בעלי רקע מרשים ומוניטין רבים, היא תוארה על ידי הממסד המדעי בשפה המשמשת לתיאור חוקרי עב"מים וקבוצות פסאודו-מדעיות אחרות. התחום כולו, כך היה נדמה, הולך ונעלם.

כיסי היתוך

ואז, ב-2002, חלה תפנית נוספת. מדען ששמו רוסי טליארחאן (Taleyarkhan), ממעבדות אוק-ריג' בארה"ב, טען שפיתח שיטה חדשה לביצוע היתוך גרעיני קר. להפתעתם של רבים, המאמר המתאר את הניסוי שלו התקבל לפרסום בכתב העת "Science" – ספינת הדגל של הקהילה המדעית באמריקה. שיטתו של טליארחאן שונה לחלוטין מזו של פליישמן ופונס. הוא לא משתמש באלקטרודות אלא במחוללים של גלי קול המוצבים לצדי המכל. כאשר מעבירים גלי קול בתוך נוזל, נוצרות בועות. אפשר לכוון את הגלים כך שהבועות ייווצרו ויקרסו בעוצמה כה רבה, עד שקריסתם תגרום לפליטה של אור. התופעה מכונה Sonoluminescence – יצירת הבזקי אור באמצעות גלי קול. טליארחאן טען שהצליח להעלות את הטמפרטורה בבועות הקורסות וליצור את התנאים המתאימים להיתוך גרעיני. אף שמתקן הניסוי נשאר "קר", נוצרו בתוכו, כך נטען, כיסי היתוך.

התגובות על פרסום הניסוי של טליארחאן ב"Science" היו דומות לתגובות על פרסום מחקרם של פלישמן ופונס. עוד לפני הפרסום פנו מדענים שונים לעורכי כתב העת בדרישה לא לפרסם את המאמר. חוקר בשם דן שפירא, גם הוא ממעבדות אוק-ריג', טען כי לא הצליח לשחזר את הניסוי. קן סוסליק, מדען בעל שם בתחום מאוניברסיטת אילינוי, וחוקרים אחרים שלחו לאחר פרסום המאמר מכתב מחאה חריף ביותר ל"Science". עורך כתב העת, ד"ר דונלד קנדי, סירב לפרסם את מכתב המחאה ובצעד נדיר פרש את שיקוליו לפרסום המאמר. קנדי טען שהוא עבר ביקורת של מדענים הבקיאים בתחום, וכי אף שהנושא שנוי במחלוקת, אין להעלים את הוויכוח מהציבור. את שמותיהם של המדענים שתמכו בפרסום המאמר נמנע קנדי מלציין – כנראה על פי בקשתם, שנבעה מהחשש לשמם הטוב. המאמר זכה להתייחסות נרחבת בעיתונות הלא-מדעית.

בחודש שעבר דיווח מגזין המדע הבריטי "New Scientist" כי טליארחאן שיכלל את הניסוי שלו וכי הוא עומד לפרסם מאמר נוסף בכתב העת הנחשב "Physical Review E". טליארחאן, שעבר בינתיים למעבדה חדשה באוניברסיטת פרדו באינדיאנה, עומד לדווח על עדויות שהן לדבריו חזקות עוד יותר ומצביעות בבירור על התרחשותו של תהליך היתוך גרעיני. בראיון ל"גרדיאן" אמר טליארחאן: "המדענים המתנגדים למחקר הזה יהיו חייבים להשלים עם העובדה שהוא התפרסם בשני כתבי עת חשובים".

ייתכן שפרסום ממצאיו של טליארחאן בשני כתבי העת הוא שהביא לשינוי ביחס הממשל האמריקאי ולנכונות שלו לשקול העברת תקציבים למחקר על היתוך קר. ייתכן שגם הופעתו של טליארחאן בכנס שאירגן הממשל בנושא היתוך (רגיל, לא קר) בשנת 2003 – כנס שהסתיים במהומה בגלל עצם העובדה שטליארחאן הוזמן להרצות בו – תרמה לשינוי. בכל מקרה, נראה כי ההיתוך הקר, שבמשך עשור סווג כבלתי מדעי, חוזר ללב הממסד.

הפיסיקאי הנודע מקס פלאנק אמר פעם, כי "אמת מדעית חדשה אינה מתקבלת כאשר המתנגדים לה משתכנעים ורואים את האור, אלא כאשר הם מתים ודור חדש לומד להכיר אותה". ייתכן שהיסטוריונים של המדע יצביעו בעתיד על שנות התשעים של המאה העשרים כתקופה שבה שמרנותו של הממסד המדעי עיכבה את התפתחותה של טכנולוגיה שהיתה יכולה להיטיב עם העולם באופן רדיקלי. ייתכן גם שההיתוך הקר יירשם בדברי הימים כפנטסיה חסרת בסיס שנתמכה על ידי קבוצה של מדענים בעלי כוונות טובות ויכולת מדעית טובה פחות – עד למותה הבלתי נמנע. מה המחיר שכדאי לשלם כדי להתקרב לפתרון החידה? משרד האנרגיה האמריקאי יחליט בקרוב.

האלף השלישי

https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~812725342~~~95&SiteName=hayadan