סיור בכור הגרעיני של הוד השרון

יש משהו משעשע בכך שכור ההיתוך הגרעיני הראשון של ישראל נבנה לאיטו בקומת הקרקע של בניין משרדים נמוך בשולי אזור התעשייה נווה נאמן בהוד־השרון. ליד מרכז הפיתוח של קוואלקום, סניף סוני סמיקונדקטורס הישראלי ומשרדי חברת התוכנה פאנאיה, אבל גם סמוך למפעלי קוקה קולה וסנו ולמוסכים רועשים. כך פחות או יותר נראה גם מטה nT-Tao - חצי חברת הייטק עם קירות זכוכית ומשרדים בוהקים וחצי אולם תעשייתי שמשדר "צווארון כחול", במבט ראשון; רק כשמסתכלים רגע על הרכיבים והמכונות המתקדמים שמותקנים בו, מבינים שהמהנדסים העובדים על "רצפת הייצור" צריכים לפתור בעיות הקשורות לחוד החנית של טכנולוגיית האנרגיה העולמית.

גם המשרד של מייסד החברה והמנכ"ל שלה, תא"ל במיל' עודד גור־לביא, משלב בין שתי האיכויות. זהו משרד מרשים, עם תוכניות עסקיות שמשורטטות על לוח מחיק, אבל על מדפי ארון הספרים יש גם טרנזיסטורים מותכים שנשרפו כשהמהנדסים הביאו אותם אל מעבר לגבול הקיבולת שלהם. גור־לביא (58), שהיה מפקד שייטת הצוללות ואז ראש מספן הים, יודע שהוא פנה לעסוק בתחום פיזיקלי מאוד. "כאן לא יושבים בארקפה ומתכנתים", הוא אומר. "כאן בונים. זה hardware". אבל החוֹמרה שהוא שואף לבנות כאן היא יותר מסתם חומרה. גור־לביא מנסה לייצר לעצמו – אם לנקוט את הדימוי הפשטני ביותר האפשרי - שמש הכלואה בבקבוק.

מרוץ החשמל

בראשית המאה ה־21, אנרגיה היא המחסום הגדול ביותר והמאפשר הגדול ביותר. רשימת עשר החברות הגדולות בעולם (במונחי שווי שוק, נכון לספטמבר) עדיין לא מעידה על כך. את רוב הרשימה ממלאות ענקיות התוכנה הגדולות: מיקרוסופט, אפל, אלפאבית (גוגל), אמזון, מטא (פייסבוק) וטסלה - שאומנם מוכרת מוצר פיזי ומפתחת פתרונות אנרגיה, אבל עיקר ההשקעה שלה היא בתוכנה. אלה וכל שאר חברות התוכנה בעולם מפעילות את התוכנות שלהן על מחשבים, הזקוקים לשבבים. את תחום השבבים מייצגות שלוש חברות אחרות ברשימת עשר הגדולות: אנבידיה וברודקום (מתכננות שבבים) ו־TSMC (יצרנית שבבים). יש רק חברה אחת ברשימה, השמינית בגודלה בעולם במונחי שווי שוק, שאינה עסוקה במחשבים: זוהי עראמקו הסעודית, חברת הנפט הממלכתית של ערב הסעודית. והיא מייצגת את תחום האנרגיה – שמטריד עכשיו את כל תשע חברות התוכנה והשבבים שניצבות לצידה ברשימה.

המנכ"ל המייסד עודד גור־לביא: "דמיינו עשרים שחקנים שרצים על המגרש באנרגיה גבוהה, אבל מתנגשים רק לעיתים רחוקות. עכשיו דמיינו את הקהל ביציעים: האנשים שם צפופים מאוד, מתנגשים כל הזמן, אבל להתנגשויות יש אנרגיה נמוכה. אני צריך להביא את הקהל למהירות של השחקנים"

דרישות האנרגיה של שבבי העיבוד הגרפיים בחוות השרתים העצומות שמפעילות את הבינה המלאכותית הן הדאגה העיקרית של סם אלטמן, מנכ"ל OpenAI. בעדות בקונגרס בראשית מאי הוא הבהיר שעלות השימוש בבינה מלאכותית תתכנס, בסופו של דבר, למחיר האנרגיה המפעילה אותה; השבבים, יקרים ככל שיהיו, ימשיכו להשתפר בקצב מהיר עד שעלותם תהיה זניחה, ופיתוח התוכנות, גם אם עלותו היא מיליארדים, זול – במונחים יחסיים - אפילו יותר. אבל מחשב־העל קולוסוס של טסלה, בממפיס שבטנסי, צורך 150 מגה־ואט - כ־5 אחוזים מצריכת החשמל של העיר כולה. מיקרוסופט משלמת על שיקום תחנת הכוח הגרעינית באי שלושת המיילים בפנסילבניה כדי לקבל זרם חשמל של 835 מגה־ואט לשימושה, ואמזון כבר רכשה מרכז נתונים המופעל ב־2.5 ג'יגה־ואט של אנרגיה גרעינית בפנסילבניה. בתחום השבבים עצמם, מפעלי TSMC בטאיוואן צורכים 8 אחוזים מהחשמל המיוצר במדינה. אם בינה מלאכותית תהפוך לשימוש החשוב ביותר של כוח חישוב במאה ה־21, דרישות האנרגיה העולמיות צפויות לגדול פי שניים מדי חמש שנים. לשם השוואה, קצב ההכפלה הנוכחי הוא כשלושים שנה.

הפתרונות הקיימים בתחום האנרגיה לא יספקו את הביקוש הזה. דלקים מאובנים כמו נפט, גז ופחם מצויים במחסור, מגיעים ממחצבים מוגבלים בהיקפם ומאזורים מפוקפקים בעולם, דורשים תובלה יקרה דרך צווארי בקבוק גיאו־אסטרטגיים, מזהמים את האוויר ויש להם השפעה מחממת על האקלים. אנרגיית מים משתמשת בסכרים, גורמת לאידוי ומנצלת משאב במחסור. רתימת כוח הרוח או קרני השמש מפיקה חשמל באופן בלתי יציב, ולכן זקוקה לאמצעי אגירה ולסוללות יקרות. כורי ביקוע גרעיניים מייצרים חשמל יציב בתהליך קבוע, אך הם נשענים על דלק אורניום, ולכן נשקפת מהם סכנת זיהום במקרה של דליפה, או חמור מכך, פיצוץ בתאונה או במתקפה. טכנולוגיות אחרות, כמו חשמל מתאי מימן, לא מאומצות ממגוון סיבות, כולל אי בשלות וקשיים בהקמת שרשרת אספקה יעילה לדלקים.

חזון "השמש בבקבוק" של כורי ההיתוך מציע פתרון מיידי כמעט לבעיה של חברות התוכנה והשבבים: אנרגיה יציבה יותר מהאנרגיות החלופיות, בטוחה יותר מכורי הביקוע, ומזהמת הרבה פחות משרפת דלקים מאובנים. באירופה משקיעים מיליארדים בהקמת תחנת כוח עצומה, פרויקט ITER, שאמורה להדגים את היתכנות ההיתוך הגרעיני בסוף העשור הבא, אבל חברות הבינה המלאכותית מחפשות פריצות דרך קרובות הרבה יותר, וכחמישים חברות ברחבי העולם מנסות לספק להן את משאלתן. nT-    Tao היא אחת מהחברות שמבקשות לעשות את זה דווקא בקנה מידה קטן יחסית. במקום לבנות קתדרלת אנרגיה שתעלה עשרות מיליארדים ותזדקק ללקוחות ענק, מכוונים כאן לבניית מערכת שתוכל להיכנס למכולה או שתיים, ותיוצר כמו מכונית: גור־לביא שואף שמפסי הייצור של החברה יצאו אלפי תחנות כוח קטנות שיספקו חשמל באופן מבוזר לעיירות קטנות, לנמלים, למפעלים.

לוח הזמנים קצר – לא סוף העשור הבא אלא ראשיתו, רק שבע שנים עד שהדגם הראשון יפעל באופן מסחרי. nT-Tao מעוניינת "לרוץ מהר" כחברת הזנק מן השורה, אבל לא בתחום התוכנה אלא בתחום שהוא הטכנולוגיה הכי עמוקה ומתקדמת שיש.

אתגר הטוקאמק

לגור־לביא יש דימוי משעשע שמסכם את האתגר הניצב בפני nT-Tao. "דמיינו אצטדיון כדורגל", הוא אומר. "יש לי עשרים שחקנים שרצים על המגרש, באנרגיה גבוהה מאוד, אבל הם מתנגשים רק לעיתים רחוקות. עכשיו דמיינו את הקהל ביציעים: האנשים האלה מתנגשים זה בזה כל הזמן, הם צפופים מאוד, אבל להתנגשויות יש אנרגיה נמוכה מאוד. אני צריך להביא את כל הקהל למהירות הריצה של השחקנים במגרש. כלומר, אני צריך שהאטומים יהיו צפופים מספיק כדי שיתנגשו זה בזה וייפגשו לא 'אחת לשכחתי' אלא הרבה פעמים, וגם שההתנגשויות יהיו בטמפרטורה אדירה, במהירויות גבוהות. זה קשה. ואת כל זה אני צריך לעשות בתוך ריק, כשהכול מרחף באמצעות שדות מגנטיים".

"אנחנו מחליפים חלקים, משפרים משהו, בודקים את השיפור, מתקנים שוב, חוזרים לסימולציה, לומדים עוד משהו, עושים עוד שינוי – והכול בקצב מהיר בזכות זה שהמערכת קטנה. היא גם קצת זולה יותר, ולכן אפשר לרוץ מהר בפחות כסף"

ובחלל המעבדה של nT-Tao משתמשים בכל כלי אפשרי כדי להצליח לפתור את הבעיות ההנדסיות בדרך אל הניצחון על המגרש. מאחורי דלתות המעבדה יש רכיבים חשמליים, מגנטים, מוליכי־על, כמה מדפסות תלת־ממד, כלי הלחמה וריתוך וכרסום, ואינסוף חוטי חשמל. מחדר צדדי מפקחים על הניסויים בדרך למימוש החלום, באמצעות גלאים מיוחדים שמחוברים למסכי בקרה. וכמובן, החדר שבו ניצב הטוקאמק. הוא לא גדול במיוחד, אבל ברור שזהו מכשיר מורכב ביותר. סלילים וחוטים מקיפים אותו, מגנטים, מערכות חשמל, מסכי בקרה וכלי בדיקה. "זאת המצאה של הסובייטים", אומר גור־לביא. "הטוקאמק הגיע לטמפרטורות גבוהות יחסית, 10־15 מיליון מעלות, כבר בשנת 68'".

זה מאיץ חלקיקים בעצם?

"לא בדיוק. מאיץ חלקיקים הוא ענק, ומביא את החלקיקים כמעט למהירות האור, אבל משתמש במעט מאוד חלקיקים. במאיץ אתה לא מפרק את גרעיני האטום, אלא את הפרוטונים, והם מתפוצצים לחלקיקי יסוד קטנים עוד יותר. אבל העיקרון דומה - שדות מגנטיים, פלזמה, התנגשות. אצלנו הטמפרטורה היא רק 100 מיליון מעלות, ואנחנו משתמשים בטריליוני חלקיקים, הרבה־הרבה־הרבה יותר מכמות החלקיקים במאיץ. זה דורש אנרגיה, וכל החוכמה היא להגיע לכמות התנגשויות שתחזיר יותר מהאנרגיה שהשקעת".

למה ההתקדמות מתרחשת רק עכשיו, אם הטוקאמק היה קיים כבר בשנות השישים?

"יש הרבה טכנולוגיות חדשות שמאפשרות את ההתקדמות. קודם כול, מבני האחיזה המגנטית שקיימים היום מתוחכמים יותר, ונשענים על יכולות הדמיה מדויקות יותר ועל הדפסת תלת־ממד שהתפתחה בשנים האחרונות. ההנדסה ויכולת הייצור מדויקות יותר. בתחום החימום יש היום ספקי כוח מתקדמים, טרנזיסטורים שמעבירים הרבה אנרגיה, אלפי אמפרים, וביחד הם מייצרים מאות אלפי אמפרים של זרם. אלה טכנולוגיות שצצו בגלל הרכב החשמלי, הרכבות החשמליות, טורבינות חדשות - כל מיני רכיבים שפותחו בעשר או עשרים השנים האחרונות. בעזרת הדברים האלה אנחנו מייצרים ספקי כוח מיוחדים. זה חלק מהיכולות שלנו, של nT-Tao: פיתחנו מערכת ספקי כוח ייחודיים וחזקים שיוצרים פולסים של חימום לפלזמה.

"בקשר ליכולות ההדמיה, יש קפיצת מדרגה גם בכלי החישוב. אנחנו עובדים עם קוד שפותח בפרינסטון, שעוזר בניתוח ובתכנון של חלק מהמערכות שלנו, ובקוד שפותח באגודת מקס פלאנק בגרמניה. אלה קודים שנשענים על יכולות חישוב מתקדמות, ובשילוב בינה מלאכותית אפשר לעשות איתם אפילו יותר. גם זה חלק מהסיפור. כל הדברים האלה פרצו בעשור האחרון, ולכן יש עכשיו יותר מחמישים חברות הזנק בתחום הזה בעולם. אנחנו היינו החברה ה־24 או ה־25 בערך. אני בעד התחרות, בעד ריצת האמוק, כי היא מטייבת ומשפרת את כולם. יהיו בסוף כל מיני חיבורים מעניינים וטכנולוגיות שיתפתחו מהמאמץ הזה, אבל האנושות חייבת להגיע לפתרון הבעיה הזאת".

יש אתגרים שאתם שוברים את הראש עליהם? בעיות הנדסה ספציפיות?

"כן. איך לבנות אנטנה יעילה יותר. איך לבנות ספק כוח ש'ידבר' בצורה טובה יותר עם האנטנה. איך לשפר את הכליאה של הפלזמה – כי כשאני מחמם אותה הכליאה קצת מתקלקלת. יש פה אתגר. אנחנו יודעים מבחינת הסימולציה איך לעשות את זה, אבל צריך גם לעשות את זה, ותוך כדי כך לגלות איך לשפר. זה תהליך, לוקח זמן לבנות מתקן כזה.

"אנחנו בונים מהר יחסית, כי המערכת שלנו קטנה. קומפקטית. זה אחד היתרונות הכי גדולים. אנחנו מחליפים חלקים, משפרים משהו, בודקים את השיפור, מתקנים שוב, חוזרים לסימולציה, לומדים עוד משהו, עושים עוד שינוי – והכול בקצב מהיר בזכות זה שהמערכת קטנה. היא גם קצת יותר זולה, ולכן אפשר לרוץ מהר בפחות כסף. יש לנו עיצוב שנכוונן בשנים הקרובות תוך כדי עבודה ונתקן כל הזמן, כדי לא לקפוץ מיד ולהוציא הרבה כסף או לבנות משהו שיהיה בו שגיאות. אני חושב שבתחילת שנות השלושים יהיה לנו העיצוב המלא של המערכת הסופית".

עושים שוק

חברת nT-Tao נוסדה ב־2019 בידי עודד גור־לביא ושני המדענים־מהנדסים־אחים דורון ובועז ויינפלד. החברה גייסה עד כה כ־35 מיליון דולר, וכשבשורותיה כשלושים עובדים היא מתכננת כיום את הקמת הקמפוס הבא שלה, שכמה מתחמי תעשייה בישראל מתחרים על אירוחו. המערכת בהוד־השרון היא ניסויית, וחיבור הטוקאמק למערכת הפקת חשמל מלאה דורש מתקן מורכב יותר.

תחנת הכוח שהחברה מכוונת אליה אמורה להיות קטנה מאוד, כאמור, בגודל שתי מכולות לערך. היא תייצר כ־20 מגה־ואט – מספיק לצרכיה של עיירה בת 10־20 אלף תושבים. "הרושם הוא שנצליח להיות תחרותיים מבחינת העלות", אומר גור־לביא כשאני שואל אותו על מחיר החשמל שיופק. "תחנות כוח ששורפות גז אולי יהיו עדיין זולות יותר, וגם החשמל הסולארי - ואולי לא, אם לוקחים בחשבון את האגירה. צריך לזכור שאנחנו אמורים לתת אנרגיה קבועה, רצופה, מה שמכונה baseload. זה יהיה תחרותי, כי העלות היא בעיקר ההקמה של מתקן כזה, ואחר כך הוא יכול לפעול גם עשרים שנה. המחיר של הדלק שלי לא אפסי, אבל הוא זול וזמין יותר מאשר דלקים אחרים. תהיה גם עלות תחזוקה, זאת אומרת החלפה של רכיבים כאלה ואחרים שסופגים ניטרונים - הסלילים המגנטיים, הקירות של המתקן וכדומה. אבל הצפי הוא שהמחיר יהיה טוב".

המחשבה היא על פיזור אלפי תחנות כוח של היתוך גרעיני, גם במקומות מרוחקים כמו מצפה־רמון או קריית־שמונה, וגם בחוזים פרטיים לאספקת צורכי האנרגיה של אזור תעשייה או נמל קטן. "שוק החשמל עובר ביזור בעשורים האחרונים", אומר גור־לביא. "בזכות שדות סולאריים וגגות סולאריים וכולי, רשת החשמל לומדת לקבל חשמל ממגוון יצרנים. זה קורה בכל העולם ודורש התאמה של הרשת, תשתית חדשה. יש היום חברות שממתינות בתור שנים כדי להתחבר לרשת ולייצר חשמל.

"אחד היועצים שלנו הוא אמיר לבנה, סמנכ"ל אסטרטגיות לשעבר של חברת החשמל, שמכיר את זה ברמה העולמית. כשאתה מביא מערכת כזאת של אנרגיה נקייה, אתה יכול לשים אותה בכל מקום שתרצה, ולספק אנרגיה לקמפוס שלם של בתים - שכונה גדולה, עיר קטנה. אתה יכול לשים כמה כאלה, כדי להבטיח שתהיה לך אנרגיה ולייצר יתירות. זאת אומרת, המערכות הקומפקטיות מהסוג שאנחנו מנסים לפתח מותאמות לשוק החשמל הגדול".

יש עוד חברות בישראל שעובדות איתכם?

"יהיה שוק של טריליונים בתחום ההיתוך, ואנחנו רוצים להביא כמה שיותר חברות ישראליות שיהיו שותפות. היום אנחנו נעזרים בחברות שמתעסקות במטלורגיה, הנדסת חומרים, ובמדפסות תלת־ממד, או חברות שיודעות לספק לנו סלילים מגנטיים מיוחדים. חלק מהדברים אנחנו בונים פה בעצמנו".

אבל המערכת התומכת בישראל אינה מספיקה. אחד הכלים שהמהנדסים של גור־לביא מחפשים – "קרמיקות מיוחדות, בהדפסת תלת־ממד של קוורץ, סיליקון טהור" - מיוצר בגרמניה, אצל חברה "שיודעת לייצר את זה בצורה שאנחנו רוצים. החברה הגרמנית הזאת נלהבת לעבוד איתנו, אבל הייתי רוצה שבארץ יהיו לי שתיים כאלה, כי יהיה לי קל יותר לעבוד איתן. אנחנו רוצים להעצים את התחום הזה בישראל, ולכן הקמנו את ה'פיוז'ן פורום'. קריטי שישראל תהיה חלק מזה. אם בעוד עשר שנים אנרגיית היתוך תהיה האנרגיה הכי נפוצה בכדור הארץ, וישראל לא תהיה שחקנית בתחום, מצבנו יהיה מאוד לא טוב. אנחנו חייבים להיות חלק מהסיפור. זה לא משהו שלומדים ב־8200, ולא משהו שמתעסקים בו בחיל האוויר. זה קורה מחוץ למערכות שיצרו לנו סייבר ויצרו לנו הייטק. זה הרד־טק, זה הדיפ־טק של הדיפ־טק".

nT-Tao הזמינה את ראשי האוניברסיטאות לבקר במעבדות שלה, וקראה להם לקדם את תחום ההיתוך ואת ענפי ההנדסה הקשורים בו – לעודד מחקר, לקלוט טכנולוגיות וללמוד כל מה שאפשר. "אחד הדברים המרכזיים והחשובים הוא לחזק את האקוסיסטם הישראלי", קובע גור־לביא.

זה בעצם הרבה מאמץ לייצר לעצמך את שרשרת האספקה שאתה צריך.

"לגמרי. ולא רק את הטרנזיסטורים המיוחדים שאני משתמש בהם עכשיו, אלא לפתח את דורות הטרנזיסטורים הבאים. בעוד חמש או עשר שנים יהיו כבר טרנזיסטורים מתקדמים יותר, וצריך לפתח אותם לייעוד הזה. לתדרים האלה. להספקים האלה. אלה טכנולוגיות שלמות. יש היום חברות בארץ שעוסקות בדברים כאלה, ופניתי למנכ"לים שלהן כדי לומר: תקשיבו, עוד לא הבנתם את זה, אבל אתם חלק מאקוסיסטם שכדאי לכם להתחבר אליו.

"יש תחרות עולמית בין ארצות הברית, סין ואירופה. דרום־קוריאה שמה 850 מיליון דולר על היתוך. ליפן יש אסטרטגיה שלמה. אגב, חברת הונדה משקיעה בנו, ויש לה תוכנית־אב גדולה לתחום ההיתוך. ישראל עדיין מאחור, אבל אנחנו בשיח עם משרד האוצר, משרד האנרגיה והמשרד להגנת הסביבה כדי לייצר תוכנית אסטרטגית לישראל שמכילה היתוך.

"אני לא אומר שאין סיכון. היתוך זה קשה. שמונים שנה מנסים, עוד לא הצליחו. אף אחד מהסטארטאפים עוד לא באמת פתר את זה. יש עוד הרבה ניסויים והרבה אתגרים. אבל זה בדיוק העניין: דוחפים חזק, דוחפים מהר. יש עשרות סטארטאפים, טכנולוגיות שונות, משהו יקרה. אגב, גם אם אנחנו לא נצליח - שלושים החבר'ה הכי חזקים בתחום בארץ לומדים כאן לספוג טכנולוגיה של היתוך ולהכניס אותה לישראל".

מה היית אומר לסטודנט שנכנס עכשיו לאוניברסיטה ומתלבט מה ללמוד?

"תלמד הנדסת חשמל. אני למדתי הנדסת חשמל. אגב, הקורס שהכי פחות אהבתי היה 'זרם מתח גבוה', וזה מה שאני עושה היום. אז אני צריך שחבר'ה ילמדו את זה ויהיו מקצוענים. אני צריך פיזיקאים שיחקרו פיזיקת פלזמה. צריך אנשי מדע החומרים. הנדסה גרעינית – אוניברסיטת בן־גוריון בנגב היא היחידה שעוד מלמדת את הנושא היום, אבל עכשיו ראשי האוניברסיטאות מבינים את הצורך ואולי יחזרו לזה. אני צריך דיאגנוסטיקות מתקדמות, של פלזמות חמות. אלה דברים שאנשים לומדים בתואר שני, בדוקטורט.

"אני צריך מומחים בהדמיות. והנדסת מכונות, כמובן, לצורך תכנון של מערכות כאלה, תכנון של העברות חום וחומרים מיוחדים שקשורים בהעברת חום. אני צריך מומחים בייצור מתקדם, שיכולים להבין איך לייצר דברים באופן מתוחכם ומהיר, בייצור המוני. אנחנו רוצים לייצר את תחנות הכוח האלה - ואני אומר את זה בהקצנה - כמו מכוניות. אני רוצה שיהיה מפעל שבכל יום יוצאת ממנו תחנת כוח עם כל הרכיבים שלה. ככה אתה יכול לייצר אלפים. כי צריך אלפים כאלה, ומהר. צריך לתכנן את ההנדסה כך שהיא תאפשר ייצור המוני".

אז אתה חושב שבעוד שבע שנים יהיה לכם מוצר?

"אני חושב שיהיה לנו תכנון סופי ונייצר את המוצר הראשון. אגב, המוצר הראשון הוא רק אייפון 1; אחריו נמשיך להקטין ולשפר. אני מקווה שתוך כדי התהליך ייווצרו השותפים האסטרטגיים שיהוו מעטפת של שרשרת האספקה. בסוף הייתי רוצה כמובן שהמפעל המרכזי יהיה בישראל, אבל אני מעריך שיהיה לנו מפעל בכל זירה: צפון אמריקה, אירופה. החלום הוא גדול, עכשיו רק צריך להצליח".

קיצור תולדות ההיתוך

א.

מעט דלק,הרבה חשמל

אלברט איינשטיין לימד אותנו ש־E=Mc2: כמות האנרגיה בחומר שווה למסה שלו כפול מהירות האור בחזקת 2. בביקוע גרעיני (בפצצת אטום או בכור ביקוע) אורניום מבוקע והופך ליסודות אחרים, קטנים יותר, וחלק מהחומר הופך לאנרגיה. בכור היתוך, במקום לבקע יסוד כבד מתיכים שני יסודות קלים: שני אטומי מימן שונים יוצרים אטום הליום. בחיבור הזה הקשרים בין החלקיקים התת־אטומיים משתנים, והמסה שלהם קטנה; חלק מהחומר הופך לאנרגיה.

ב.

איפה זה קורה?

קודם כול, זה קורה בשמש, כל הזמן. בכדור הארץ זה אמור לקרות במכשיר שנקרא "טוקאמק" – צינור ואקום במעגל סגור, בצורת דונאט, שפועל בו שדה מגנטי. אטומי המימן מוכנסים לטוקאמק ומוזרמת להם אנרגיה אדירה, שמביאה אותם לחום של 100 מיליון מעלות. החימום מאיץ אותם והופך אותם לפלזמה.

ג.

רגע, מהי פלזמה?

פלזמה היא מצב הצבירה הרביעי. "אם אני לוקח מוצק ומחמם אותו, הוא הופך לנוזל", מסביר גור־לביא. "אם אני מחמם נוזל, הוא הופך לגז. אם אני מחמם גז למאות אלפי מעלות ויותר, הוא הופך לפלזמה. זה אומר שהאלקטרונים מקבלים כל כך הרבה אנרגיה, שהם מתרוצצים חופשי ולא צמודים לגרעין האטום המקורי שלהם. אתה מקבל מין 'מרק' כזה של גרעיני אטום חופשיים ואלקטרונים חופשיים. זה יכול לקרות לשברירי שנייה בברק שאתה רואה פתאום באוויר, וזה יכול לקרות ברצף, בטוקאמק".

ד.

למה הטוקאמק פועל בריק, ולמה צריך שדה מגנטי?

השדה המגנטי שומר את החלקיקים בפלזמה במרכז הצינור, ומונע מהם לגעת בקירות ולחמם אותם. הריק מונע העברת חום מהפלזמה דרך האוויר אל הקירות.

ה.

n, T, Tao וההיתוך

ההיתוך נוצר כשאטומי המימן מתנגשים במצב של פלזמה. "זה לא קורה כל כך בקלות: בגרעין של השמש זה דורש טמפרטורה של 15 מיליון מעלות", אומר גור־לביא. "גרעיני האטום בלב השמש הם צפופים, מתנגשים זה בזה באנרגיה גבוהה, כל הזמן. אנחנו צריכים להגיע לתנאים דומים על כדור הארץ. האות n היא הצפיפות, T זו הטמפרטורה, Tao זה הזמן - גם זה T, אבל אנחנו אומרים 'טאו' כי אנחנו אוהבים את הפילוסופיה של הטאו. אלה שלושת הפרמטרים שאנחנו צריכים לשלוט בהם".

ו.

ואיך הופכים את זה לחשמל?

ההליום נותר בטוקאמק ומשמר את האנרגיה של המערכת. הניטרון מהתגובה הגרעינית נפלט במהירות עצומה, וחודר כל דבר בדרכו, עד שהוא נבלע במעטפת הבלימה המקיפה את הכור ומחמם אותה. את החום הזה ממירים לקיטור, את הקיטור מזרימים דרך טורבינה, הטורבינה מסתובבת בתוך גנרטור, והגנרטור מייצר חשמל, ממש כמו שמייצרים חשמל בתחנת כוח פחמית.

הדרישות בדרך להיתוך מסחרי

N צפיפות

נוכחות של הרבה גרעיני אטום בפלזמה, כדי לאפשר התנגשויות

T טמפרטורה

תנועה במהירות (= אנרגיה וחום) עצומה, כדי לאפשר את ההיתוך

Tao זמן

פעולה רציפה ויציבה לאורך זמן. פרצי ההיתוך צריכים להיות ממושכים דיים לרתימת האנרגיה

לתגובות: dyokan@makorrishon.co.il