מדענים מקווים לבנות כור היתוך ניסיוני השואב את ההשראה מהכוכבים.
ITER – כך זה עובד
הנבל בעל זרועות הצייד מהסרט ספיידרמן 2, דוק אוק, כמעט הצליח במקום בו נכשלו אלפי מדענים ו-50 שנות מחקר לא נשאו עד כה פירות: בנייה של כור היתוך גרעיני. אולם, המדענים ישרי הדרך עוד עשויים להחזיר לעצמם את כבודם. צוות רב לאומי אמור להתחיל לבנות השנה את הכור התרמו-גרעיני הניסיוני הבינלאומי המכונה ITER. מטרת הפרויקט להדגים שניתן לייצר כמות בלתי מוגבלת כמעט של חשמל באמצעות היתוך, מבלי ליצור פסולת רדיו-אקטיבית מסוכנת המאפיינת את הכורים הגרעיניים המסורתיים, המתבססים על ביקוע.
ההיתוך הוא מקור האנרגיה של השמש והכוכבים, הוא הכוח המניע מאחורי כל כוכב כמעט ביקום. באמצעות ITER מבקשים המדענים לשחזר את התהליך על פני כדור הארץ באמצעות חימום מימן לטמפרטורה של 100 מיליון מעלות צלסיוס. בתופת זו נמחצים יחדיו יוני המימן, מתמזגים ליון גדול יותר – הליום – ומשחררים אנרגיה.
מדענים אמנם כבר הצליחו לבנות בעבר כורי היתוך, אך אף אחד מהם לא ייצר יותר אנרגיה מזו שצרך. אם הכל ילך כשורה, ישנה ITER את המצב. מדובר בכור גדול יותר ובעל עוצמה רבה יותר, שהמדענים מקווים כי יוכל להפיק 500 מגה-ואט של חשמל מצריכה של 50 מגה-ואט. הדלק – איזוטופ של מימן כבד – מופק ממים, והכמות הנמוכה של הפסולת הרדיו-אקטיבית שנוצרת מגיעה לרמה בטוחה תוך כמה עשרות שנים. הפסולת הרדיו-אקטיבית שיוצרים כורי הביקוע, לעומת זאת, נשארת מסוכנת במשך אלפי שנים.
הפרויקט יימשך 10 שנים ויעלה 6 מיליארד דולר בסך הכל. היעד הוא לייצר חשמל באמצעות היתוך באמצע המאה הנוכחית. יש רק בעיה אחת: עדיין לא הושגה הסכמה בין המדינות המשתתפות בפרויקט ITER – האיחוד האירופאי, ארה”ב, דרום קוריאה, יפאן, סין ורוסיה – היכן ייבנה הכור. בשנה האחרונה פוצל הפרויקט בין אתרים בצרפת וביפאן (סין ורוסיה מעדיפות את צרפת בעוד שארה”ב ודרום קוריאה תומכות ביפאן) ועד כה לא הצליחו לגשר על הפערים במשא ומתן. אין זו פתיחה מבטיחה לפרויקט משותף שהוא שני בהיקפו רק לתחנת החלל הבינלאומית.
תהליך ההיתוך
כך מכינים כוכב מלאכותי:
פלאסמה
הכור מתיך איזוטופים של מימן באמצעות צריבת מסה של יונים ואלקטרונים. בטמפרטורה של 100 מיליון מעלות צלסיוס הפלאסמה חמה יותר מאשר השמש. היא מוקפת בשני שדות מגנטיים: שדה אחד יוצרים המגנטים מוליכי העל, ושדה שני יוצר המטען הזורם בטבעת.
טבעת
הפלאסמה נתונה בכלי קיבול דמוי כעך שמיוצר מפלדת אל חלד, ברוחב של 5.4 מטר.
כיסויים
לוחות מפלדת אל חלד, מצופים בבריליום, עוטפים את הטבעת וסופגים את הנויטרונים והחום שמפיץ תהליך ההיתוך.
סלילים מגנטיים מוליכי על
43 אלקטרומגנטים, במשקל כולל של 11,200 טון, מקיפים את הטבעת ושומרים את הפלאסמה במקומה בשדה שעוצמתו עולה פי אלף על זו של כדור הארץ. המגנטים נתונים בקריוסטט ענק ומקוררים לטמפרטורה של 270 מעלות צלזיוס מתחת לאפס בעזרת הליום, על מנת לאפשר למטען לנוע באפס התנגדות.
קיר מגן
מעטפת בטון בעובי של שני מטרים מקיפה את הכור כולו וחוסמת את הנויטרונים הנותרים על מנת להגן על העובדים והציוד החיצוני.
