סטיבן קואלי: היתוך גרעיני הוא העתיד של תחום הפקת האנרגיה

שאלת המפתח היא, "מתי נוכל להשיג היתוך גרעיני?" עבר זמן רב מאז שלמדנו לראשונה על היתוך גרעיני. למדנו עליו לראשונה בשנת 1920, כאשר סר ארת'ור סטנלי אדינגטון והאיגוד הבריטי למען קידום המדע שיערו שהיתוך גריעיני הוא הסיבה לכך שהשמש מקרינה אור.

תמיד הייתי מודאג בקשר למשאבים. אני לא יודע לגביכם, אבל כאשר אמא שלי נתנה לי אוכל תמיד מיינתי את אלו שלא אהבתי מאלו שכן אהבתי. ואכלתי את אלו שלא אהבתי ראשונים, כיוון שאת אלו שאתה אוהב, אתה רוצה לשמור. ובתור ילד אתה תמיד מודאג בנוגע למשאבים. וברגע שהוסבר לי כמה מהר אנחנו מכלים את משאבי העולם, התרגזתי מאוד, בערך באותה מידה שבה התרגזתי כשגיליתי שכדור-הארץ לא ישרוד יותר מחמש מיליארד שנים לפני שיבלע על-ידי השמש. ארועים גדולים בחיי, ילד מוזר. (צחוק)

אנרגיה, כרגע, נשלטת על-ידי משאבים. למדינות שמרוויחות כסף רב מתחום האנרגיה יש משהו מתחתן. מהפכה תעשייתית מונעת-פחם במדינה זו -- שמן, גז, סליחה. (צחוק) גז, אני כנראה האדם היחיד שממש נהנה כאשר אדון פוטין סוגר את ברז הגז, כיוון שאז התקציב שלי גדל.

אנחנו ממש נשלטים כעת על-ידי הדברים האלו שאנו מכלים מהר יותר ויותר. ובזמן שאנו מנסים להוציא מיליארדי אנשים מהעוני בעולם השלישי, העולם המתפתח, אנחנו משתמשים באנרגיה יותר ויותר. והמשאבים האלו הולכים ונעלמים. והדרך שבה נייצר אנרגיה בעתיד לא תהיה ממשאבים, אלא מידע. אם תתבוננו 50 שנים קדימה, הדרך שבה סביר להניח שנייצר אנרגיה תהיה כנראה אחת משלוש הבאות, עם רוח, עם דברים אחרים, אבל אלו הולכים להיות מנועי האנרגיה הבסיסיים.

אנרגיה סולארית יכולה לעשות את זה, ועלינו בהחלט לפתח את תחום האנרגיה הסולארית. אבל עלינו עדיין להשיג ידע רב לפני שנוכל להפוך את האנרגיה הסולארית לספקית האנרגיה הבסיסית עבור העולם. ביקוע גרעיני. הממשלה שלנו עומדת לבנות שש תחנות כוח גרעיניות. הם עומדים לבנות שש תחנות כוח גרעיניות חדשות, וכנראה שתחנות נוספות אחר-כך. סין בונה תחנות כוח גרעיניות. כולם בונים. כיוון שהם יודעים שזוהי דרך מובטחת לייצר אנרגיה ללא פליטה של פחמן.

אבל אם הייתם רוצים לדעת מהו מקור האנרגיה המושלם מקור האנרגיה המושלם הוא אחד שלא תופס מקום רב, יש אספקה כמעט אין-סופית ממנו, הוא בטוח, לא פולט כלל פחמן לאטמוספירה, לא משאיר אחריו פסולת רדיו-אקטיבית בעלת אורך חיים ארוך, זהו היתוך גריעיני. אבל קיים מלכוד. כמובן שתמיד יש מלכוד במקרים כאלו. היתוך גרעיני קשה מאוד לביצוע. אנחנו מנסים כבר במשך 50 שנים.

אוקי. מהו היתוך גרעיני? הנה מגיעה הפיסיקה הגרעינית. ואני מצטער על כך, אבל זה מה שמלהיב אותי. (צחוק) הייתי ילד מוזר. אנרגיה גרעינית נוצרת מסיבה פשוטה. הגרעין היציב ביותר הוא ברזל, בדיוק באמצע הטבלה המחזורית. זהו גרעין בעל גודל בינוני. ואתה רוצה להתקרב לכיוון ברזל אם אתה רוצה לקבל אנרגיה. אם כן, אורניום, שהוא גדול מאוד, רוצה להתפצל. אבל אטומים קטנים רוצים להקשר יחד, גרעינים קטנים רוצים להקשר יחד כדי ליצור גרעינים גדולים יותר הקרובים לברזל.

וניתן לקבל אנרגיה בדרך זו. ואכן זה בדיוק מה שכוכבים עושים. במרכזם של כוכבים נקשרים אטומי מימן ויוצרים אטומי הליום וההליום נקשרים ויוצרים פחמן. כדי לייצר חמצן, כל הדברים מהם אתם בנויים נוצרים במרכזי כוכבים. אבל זהו תהליך קשה לביצוע כיוון, שכמו שאתם יודעים, המרכז של כוכב הוא חם למדי, כמעט בהגדרה. וישנה תגובה אחת שהיא כנראה ההיתוך הגרעיני הקל ביותר לביצוע. התגובה היא בין שני איזוטופים של מימן, שני סוגים של מימן, דאוטריום, שהוא מימן כבד, שניתן להפיק ממי-ים, וטריטיום שהוא מימן סופר-כבד.

שני גריעינים אלו טעונים חשמלית כאשר הם רחוקים זה מזה. וכאשר אתה מקרב אותם, הם דוחים אחד את השני. אבל כאשר אתה מקרב אותם קרוב מספיק, משהו שנקרא "הכוח החזק" מתחיל לפעול ומושך אותם זה אל זה. אם כן, רוב הזמן הם דוחים זה את זה. אתה מקרב אותם יותר ויותר ויותר ואז בנקודה מסויימת הכוח החזק מחזיק אותם יחד. לרגע קט הם הופכים להיות הליום 5, כיוון שיש להם חמישה חלקיקים בתוכם.

ובכן, זהו התהליך. דאוטריום וטריטיום נפגשים ומייצרים הליום 5. ההליום מתפצל, ונייטרון בוקע החוצה. וכן כמות גדולה של אנרגיה. אם תוכל להביא משהו לטמפרטורה של 150 מליון מעלות, דברים יתחילו להתנועע כל-כך מהר כך שבכל פעם שהם יתנגשו בתצורה הנכונה, זה מה שיקרה, והתהליך ישחרר אנרגיה. והאנרגיה היא זו שמניעה את ההיתוך הגרעיני. וזוהי התגובה שאנו רוצים לבצע.

ישנו קושי אחד בתגובה זו. ובכן, ישנו הקושי בלהביא את זה ל- 150 מליון מעלות, אבל יש קושי נוסף בתגובה עצמה. היא די חמה. הקושי בתגובה זו הוא שטריטיום לא קיים בטבע. אתה חייב לייצר אותו ממשהו אחר. ואתה מייצר אותו מליתיום. התגובה הזו בתחתית, זהו ליתיום 6, בתוספת נייטרון, שייצור עוד הליום ובנוסף גם טריטיום. וזוהי הדרך להפיק טריטיום. אך למזלנו, אם אתה יכול לבצע את תגובת ההיתוך הגרעיני הזו, אז יש לך נייטרון, אז אתה יכול לגרום לזה לקרות.

כעת, למה לעזאזל שנטרח לעשות את כל זה? בעיקרון זוהי הסיבה שבשבילה נטרח לעשות זאת. אם תצייר גרף של כמות הדלק שנותרה לנו, ביחידות של כמות הצריכה העולמית. וככל שתנועו לכיוון הזה אתם רואים כמה עשרות שנים של דלק - הקו הכחול, דרך-אגב, הוא ההערכה הנמוכה ביותר של המשאבים הקיימים. והקו הצהוב הוא ההערכה האופטימית ביותר.

וככל שתלכו לכיוון הזה תוכלו לראות שנותרו לנו כמה עשרות שנים, אולי 100 שנים, של דלק מאובנים. ואלוהים יודע שאנחנו לא באמת רוצים לשרוף את כולו. כיוון שהדבר ישחרר כמות גדולה מאד של פחמן לאוויר. ואז אנו מגיעים לאורניום. ועם טכנולוגית הכורים הגרעיניים הנוכחית אין לנו כמות גדולה למדי של אורניום. ואז נאלץ לזקק אורניום ממי-ים, שזהו הקו הצהוב, כדי לגרום לתחנות כוח גרעיניות רגילות לעשות מספיק עבורנו. זה די מפתיע, כיוון שלמעשה הממשלה שלנו סומכת על זה כדי שנעמוד בדרישות קיוטו, ולעשות כל מיני דברים אחרים.

כדי להתקדם הלאה נהיה חייבים להשיג טכנולוגיה המפיקה חומרים בקיעים. וטכנולוגיה זו משמעותה טכנולוגיית כורים מהירי-נייטרונים. וזה די מסוכן. הדבר הגדול, בצד ימין, היא כמות הליתיום שיש לנו בעולם. וליתיום נמצא במי-ים. זהו הקו הצהוב. ויש לנו די דלק היתוך במי-הים ל-30 מליון שנים. כולם יכולים להשיג אותו. וזו הסיבה שאנו רוצים לבצע היתוך גרעיני. האם הוא תחרותי מבחינת העלות? אנחנו יוצרים הערכות של מה שאנו משערים שיעלה לבנות כור היתוך גרעיני. ואנו מגיעים פחות או יותר לאותו המחיר של חשמל כיום.

אם כן, איך נעשה זאת? עלינו להחזיק משהו בטמפרטורה של 150 מליון מעלות. ולמעשה, כבר עשינו את זה. אנחנו מחזיקים את זה בעזרת שדה מגנטי. ובתוכו, ממש במרכזו של טורואיד זה, בעל צורת דונאט, ממש במרכזו, יש 150 מליון מעלות. הוא רותח במרכז בטמפרטורה של 150 מליון מעלות. ולמעשה אנחנו יכולים לגרום להיתוך גרעיני לקרות. וממש בהמשך הדרך, זהו JET. זוהי המכונה היחידה בעולם שממש ביצעה היתוך גרעיני.

כאשר אנשים אומרים שהיתוך גרעיני נמצא במרחק של 30 שנה, ותמיד יהיה אני אומר, "כן, אבל למעשה כבר ביצענו אותו." נכון? אנחנו יכולים לבצע היתוך גרעיני. במרכז המתקן הזה ייצרנו 16 מגה-וואט של אנרגיה מהיתוך גרעיני ב- 1997. וב- 2013 אנחנו עומדים להפעיל אותו שוב ולשבור את כל השיאים הללו. אבל זה לא באמת אנרגיה מהיתוך גרעיני. זה רק לגרום להיתוך גרעיני לקרות אנחנו חייבים לקחת את זה, אנחנו חייבים להפוך את זה לכור היתוך גרעיני. כיוון שאנחנו רוצים אנרגית היתוך גרעיני שתספיק ל- 30 מליון שנים על כדור-הארץ. זהו המתקן שאנחנו בונים עכשיו.

זה נהיה מאוד יקר לבצע את המחקר הזה. מסתבר שאי-אפשר לבצע היתוך גרעיני על שולחן למרות כל השטויות שמדברות על היתוך קר. נכון? אינך יכול. עליך לעשות את זה במתקן גדול מאוד. יותר ממחצית האוכלוסיה בעולם מעורבת בבניית המתקן הזה בדרום צרפת. שזהו מקום נחמד לבצע בו ניסויים. שבע מדינות מעורבות בבנייתו. זה עומד לעלות לנו 10 מיליארד. ואנחנו נייצר חצי גיגה-וואט של אנרגית היתוך גרעיני. אבל זה עדיין לא חשמל. עלינו להגיע לזה. עלינו להגיע לכור שמייצר חשמל. אנחנו צריכים להתחיל לדחוף חשמל לרשת החשמל. זוהי טכנולוגיה מאוד מורכבת. והייתי מאוד רוצה שזה יקרה מהר הרבה יותר. אבל כרגע אנחנו מדמיינים שזה יקרה מתישהו בעשור שיחל בשנת 2030.

הייתי רוצה שזה יהיה אחרת. אנחנו באמת זקוקים לזה עכשיו. עומדת להיות לנו בעית אנרגיה במהלך חמש השנים הבאות במדינה זו. לאור זאת 2030 נראית רחוקה שנות אור. אבל איננו יכולים לזנוח אותה כעת; עלינו להמשיך ולדחוף קדימה, לגרום להיתוך גרעיני לקרות. הייתי רוצה שיהיה לנו יותר כסף, הייתי רוצה שיהיו לנו יותר משאבים. אבל זוהי המטרה אליה אנחנו מכוונים, מתישהו בעשור של שנת 2030 -- חשמל אמיתי מהיתוך גרעיני. תודה רבה לכם. (מחיאות כפיים)