ניו-טק מגזין | מרץ 2024 | המהדורה הדיגיטלית
שיטה מבטיחה להפקת אנרגיה נקייה
פרופ' אשר יהלום, המחלקה להנדסת חשמל ואלקטרוניקה, אוניברסיטת אריאל בשומרון »
ה תהליך הפוך ושונה מתהליך ביקוע ז גרעיני שבו מבקעים גרעינים כבדים (אורניום, פלוטוניום) לגרעינים קלים יותר ובאופן זה מקבלים אנרגיה. היתרון בשיטה ההפוכה הוא בכך שהגרעינים הכבדים (אורניום ופלוטוניום) נדירים בטבע ואילו המימן הוא היסוד השכיח ביותר בטבע ומרכיב בין השאר את מולקולת המים. המים כמובן זולים מאד, אבל נדרשת השקעה ראשונית של אנרגיה אחת השיטות המבטיחות להפקת אנרגיה נקייה היא היתוך תרמו גרעיני. תהליך ההיתוך הגרעיני מבוסס על חיבור של גרעינים קלים: מימן (פרוטון) או איזוטופים של מימן כגון דיאוטריום (גרעין המכיל פרוטון וניטרון) וטריטיום (גרעין המכיל פרוטון ושני ניטרונים) כדי לייצר גרעין כבד יותר (הליום), בתהליך זה משתחררת אנרגיה שניתן לנצל אותה, וכך למעשה מיוצרת האנרגיה בשמש.- (בתהליך זה ייצור האנרגיה מתרחש בשמש, האנרגיה הנפלטת בתהליך היא אנרגיה אלקטרומגנטית המגיעה לכדור הארץ בצורה של אור נראה וגם בצורות שאינן נראות כמו קרינה אולטרה סגולה וקרינה אינפרא אדומה).
להפרדת מולקולת המים למימן וחמצן. יש לציין שגם המימן וגם האורניום והפלוטוניום יכולים לשמש כמרכיבים של נשק גרעיני, אבל פצצת המימן (פצצה תרמוגרעינית) היא בעלת כוח הרס משמעותי הרבה יותר מפצצת האורניום והפולוטוניום. הפצצה התרמוגרעינית מייצגת תהליך היתוך בלתי מבוקר ובו משתמשים בפיצוץ ביקוע גרעיני על מנת לדחוס את המימן ולייצור תגובת שרשרת תרמוגרעינית. ארצות הברית בדקה את ההתקן 1 התרמו-גרעיני הראשון בקנה מידה מלא ב- . התוצאה הייתה פיצוץ שהיה 1952 בנובמבר שווה ערך לפיצוץ שהופק על ידי יותר מעשרה 700 . כלומר בערך פי TNT מיליון טון של מעוצמתה של פצצת האורניום (ביקוע) שהוטלה על הירושימה. אך בניגוד לתגובת הביקוע הגרעיני שניתן לשלוט בה ולבקרה, ולכן גם לייצור כורי ביקוע גרעיני לצורך ייצור חשמל, טרם הושג תהליך הפקת אנרגיה תרמוגרעיני מבוקר. בתהליך התרמוגרעיני קיים הצורך לקרב את גרעיני המימן האחד לשני על מנת שיעברו תהליך של היתוך דה עקא שעקב המטען החשמלי הדומה של הגרעינים הם דוחים אחד את השני ולכן קירובם קשה ומאתגר. הפתרון
לכך הוא לחמם את המימן לטמפרטורות גבוהות כך שגרעיני המימן יוכלו להתגבר על הדחייה ההדדית בעזרת האנרגיה שלהם (טמפרטורה גבוהה פירושה תנועה מהירה מאד של הגרעינים), גז בטמפרטורה גבוהה מאד נקרא פלזמה. עד היום לא התאפשר להחזיק פלזמה חמה וצפופה מספיק לאורך זמן מספיק כדי שהאנרגיה שנוצרת בהיתוך התרמו גרעיני תעלה על האנרגיה המושקעת בחימום הנדרש ליצירת הפלזמה (בגז קר האלקטרונים קשורים בגרעינים ומצב הפלזמה לא נוצר, בגלל האנרגיה הנמוכה של האטומים (אלקטרונים וגרעינים קשורים) המאפיינת גז קר לא ניתן לעבור את המחסום האנרגטי שמונע את ההיתוך), הסיבה לכך היא שפלזמה בטמפרטורות גבוהות מתפרקת לאחר זמן קצר מאד, ולכן יש צורך בדרכים לייצב את הפלזמה. עבודת המחקר עוסקת בדרך אפשרית לייצוב הפלזמה. הפרוייקט המרכזי בתחום ההיתוך התרמוגרעיני (פירושו ITER . ITER הוא הפרוייקט הבינלאומי "הדרך" בלטינית) הוא מגה-פרויקט בינלאומי למחקר והנדסה של היתוך גרעיני שמטרתו ליצור אנרגיה באמצעות תהליך היתוך דומה לזה של השמש. עם השלמת בניית הכור הראשי
New-Tech Magazine l 46
Made with FlippingBook - professional solution for displaying marketing and sales documents online