ארה”ב חייבת לשמור על ההובלה בתחום מדעי הגרעין. דעה

חקר תכונותיהם של איזוטופים נדירים יכול לסייע לאסטרופיזיקאים להסביר כיצד הפיקו התגובות המתרחשות כשכוכבים מתפוצצים את היסודות המרכיבים את כדור הארץ ואת כל שאר כוכבי הלכת

סביר להניח שלא קראתם את הידיעה החדשותית הזאת בכותרות העיתונים, אבל חוקרים במעבדת הציקלוטרון העל-מוליך הלאומית האמריקנית (NSCL) שבאוניברסיטת מדינת מישיגן יצרו לא מזמן את האיזוטופ הכבד ביותר של צורן (סיליקון) שנצפה אי-פעם. לאחר שהטיחו אלומה של יוני סידן במטרה עשויה טונגסטן, ניתחו המדענים את תוצרי התגובה וזיהו שלושה יונים של צורן 44.

כל אחד מהם הכיל 14 פרוטונים ו-30 נויטרונים (בצורן רגיל יש 14 נויטרונים). בהתחשב בכך שהגרעין הגדול הזה הצליח לשרוד רק כמה שברירי שנייה לפני שדעך, ההישג אולי לא נשמע מרעיש, אבל מחקר גרעיני כזה חיוני מאין כמותו.

חקר תכונותיהם של איזוטופים נדירים יכול לסייע לאסטרופיזיקאים להסביר כיצד הפיקו התגובות המתרחשות כשכוכבים מתפוצצים את היסודות המרכיבים את כדור הארץ ואת כל שאר כוכבי הלכת. איזוטופים בעלי תכונות כימיות ורדיולוגיות מתאימות יכולים להשתלב בטיפולים חדשים בסרטן. והבנה טובה יותר של גרעינים נדירים ויוצאי דופן תוכל אפילו להסביר מדוע היקום עשיר בחומר אבל כמעט ריק מאנטי-חומר.

מדענים ב-NSCL (אותה אני מנהל מ-1992) ובמעבדה הלאומית האמריקנית ארגון בעיר דו-פייג' שבאילינוי ביקשו בשנים האחרונות לבנות מאיץ יונים חזק יותר שיוכל לפצח את סודות הגרעין. בפברואר 2006 דחה משרד האנרגיה האמריקני את ההצעה לבנות את מאיץ האיזוטופים הנדירים בעלות של מיליארד דולר וביקש מקהילת הפיזיקאים לשקול את תכנונו של מתקן זול יותר.

בדצמבר 2006 פרסמה ועדה של האקדמיה הלאומית האמריקנית למדעים דוח של 124 עמודים שהגיע למסקנה שמאיץ יונים קטן יותר, שעלותו רק 550 מיליוני דולרים, עדיין יוכל לבצע עבודה רבת-ערך ושיש לשקול את בנייתו בעדיפות גבוהה.

מדענים ביפן חנכו לאחרונה את המפעל לאלומות איזוטופים רדיואקטיביים בעלות של 380 מיליון דולר. חוקרים בגרמניה ובצרפת מתכננים להשלים את הקמתם של מתקנים דומים בארבע השנים הקרובות. דוח האקדמיה הלאומית מזהיר ש”כישלון בהשגתן של יכולות דומות (בארה”ב) לא זו בלבד שיביא לשמיטת ההובלה האמריקנית בתחום, אלא אף לשחיקת היכולת העכשווית ולקיצוץ בהכשרת מדעני גרעין אמריקנים עתידיים”.

אחת הסיבות לכך שכדאי לשים לב לאזהרה הזאת היא שתכנית יציבה של מחקר גרעיני חיונית לשמירה על יכולת התחרות של ארה”ב במאה ה-21. הסנטור קארל לוין ממישיגן ומנהל הקרן הלאומית האמריקנית למדע, ארדן ל' במנט הבן, הדגישו את העניין הזה בביקורם ב-NSCL בסתיו 2006.

סביב ה-NSCL יש קהילה של 700 חוקרים הבאים למעבדה מ-100 מכוני מחקר ב-35 ארצות. בעידן של גלובליזציה גוברת וצורך מתמשך בשיתוף פעולה חוצה גבולות, תזכה ארה”ב ביתרונות גדולים אם תבטיח שמוקדי המחקר וההשכלה הבין-לאומיים הבולטים יישארו בה. מרכזים כאלה מציעים את ההשכלה הפעילה הטובה ביותר לסטודנטים ולחוקרים צעירים אמריקנים.

ברור שבשבילנו העובדים בתחום, המדע עצמו – הפקתם וחקירתם של גרעיני אטומים שאינם מצויים על כדור הארץ אך חשובים מאוד ביקום – מספק את הסיבה המשכנעת ביותר לבניית מאיץ חדש. בנוסף לחשיפת רמזים חדשים על אודות התפתחותם של כוכבים, מחקר כזה גם יספק קשרים בין-תחומיים חשובים בנושאים מדעיים רחבים, כמו למשל, התארגנות עצמית של חומר והופעתם של מבנים מורכבים מיחידות מבנה פשוטות. חידושים עתידיים רבים במדע החומרים, ברפואה, ובתחומי האנרגיה הגרעינית וביטחון הפנים יהיו תלויים בידע שירכשו מדעני הגרעין.

במדעי הגרעין, כמו בתחומים רבים אחרים, הסיכוי לתגליות חדשות מושך אליו את המוחות הטובים ביותר. פיזיקאים המתמחים באנרגיות גבוהות, שחוקרים את טיבו של החומר ביקום, נוהרים כעת אל מאיץ ההדרונים הגדול (LHC) שעל יד ג'נבה שצפוי להתחיל לפעול ב-2008. אבל לארה”ב יש עדיין די זמן לשמור על יכולת התחרות שלה בתחום הפיזיקה הגרעינית, המרתק לא פחות. אם ארה”ב תפעל עתה, היא עדיין תוכל להוביל. אם תבחר שלא לפעול, היא תשתרך מאחור.

כתב: סי קונרד גלבקה, מנהל מעבדת הציקלוטרון העל-מוליך הלאומית האמריקנית (NSCL) שבאוניברסיטת מדינת מישיגן. על תכניותיה של המעבדה למתקן הדור-הבא לחקר מדעי של איזוטופים אפשר לקרוא באתר . פורסם במגזין Scientific American ישראל.