יש כאן ערבוב של שני מושגים הופכיים ולכן אבהיר קודם את המושג היתוך גרעיני.
היתוך (מיזוג) גרעיני (Nuclear fusion)- גרעיני אטומים קלים מתמזגים לגרעין כבד יותר . זהו התהליך המתרחש בשמש ובכוכבים אחרים והוא האחראי לאור ולחום שאנו זוכים לו על פני כדור הארץ (בכוכבים מתמזגים בעיקר גרעיני מימן להליום). לחילופין, זהו גם התהליך המתרחש בפצצת מימן. בתהליך ההיתוך המסה של הגרעין הכבד קטנה יותר מסכום המסות של הגרעינים הקלים, ההפרש הופך לאנרגיה בכמות עצומה.
.jpg)
לעומתו בתהליך ביקוע גרעיניNuclear fission) ) מתרחש תהליך הפוך; גרעין אטום של יסוד מסוים מתפרק לגרעינים של יסודות קלים יותר תוך כדי פליטה של נויטרונים ואנרגיה רבה. ביקוע גרעיני מתרחש בטבע באופן רגיל ביסודות רדיו-אקטיביים. תופעה זו נרתמה לטובת האנשות בתחנות כוח גרעיניות ולצערנו הרב גם בפצצות אטום.
תהליך ההיתוך הגרעיני מפיק אנרגיה רבה (אפילו יותר מביקוע גרעיני) ולכן מחקרים רבים בוצעו בניסיון לרתום את התופעה לטובת האנושות. אחת הבעיות היא שהתהליך מתרחש במרכז כוכבים מסיביים בטמפרטורה של עשרות מליוני מעלות, הרבה מעל לטמפרטורה עבודה מעשית במעבדה ובתעשייה. לכן במשך שנים רבות ניסו להגיע לפתרון הבעיה בדרכים שיאפשרו את פעולת ההיתוך בטמפרטורות נמוכות יותר. מכאן השם "היתוך גרעיני קר". הכוונה לאו דווקא היתוך קר ממש אלא בטמפרטורות הרבה יותר נמוכות מאשר במרכזי כוכבי הלכת, טמפרטורה שניתן יהי להפיק במעבדות ובתחנות כוח.
עד היום מספר מעבדות הכריזו בעבר על הצלחתן בביצוע היתוך קר אך כל הניסיונות לשחזר ולחזור על התוצאות ע"י חוקרים אחרים כשלו (אחד מאבני היסוד של המדע הוא שניתן לחזור על אותו ניסוי ע"י חוקרים שונים ולקבל את אותן תוצאות). ב 1989 שני חוקרים מאוניברסיטת יוטה (סטנלי פונס ומרטין פליישמן, Stanley Pons, Martin Fleischmann) דיווחו על הצלחה לבצע היתוך קר, הם אפילו פרסמו מאמר בעיתון יוקרתי. הם תיארו תהליך מבוסס אלקטרוליזה (פירוק חומר כימי ע"י העברת זרם חשמלי) שגרם לפירוק מתכות כמו פלטינה בתוך מים כבדים (מים שמרכיב המימן שבהם הוא איזוטופ מימן כבד). לאחר זמן קצר יחסית התברר שהיו טעויות בניסוי (יש אף שטענו לרמאות ממש- אך אין הוכחה לדבר) והתברר שגם ניסוי זה נכשל. בין 1992 ל 1997 היה ניסיון נוסף שנתמך ע"י משרד האנרגיה של יפן אך גם הוא כשל. ב 2002 הצי האמריקאי חשף שהם עובדים על היתוך קר מאז 1989, בינתיים ללא הצלחה .
חלק מהמתקן בניסוי הצי האמריקאי (ויקיפדיה)
כיום, "החזית החמה" בהיתוך הקר היא "היתוך-בועות" (bubble fusion). הרעיון הוא להפציץ בועות בגלי קול הגורמים לקיר הבועה לקרוס מספר רב של פעמים בשנייה ותוך כדי הקריסה הטמפרטורה בתוך הבועה עולה ונפלטת אנרגית אור ; התהליך קרוי .Sonoluminescence.
התיאוריה היא שהטמפרטורה (המוגבלת לתוך הבועה) גבוה מספיק כדי ליצור תהליך של היתוך. אולי לא מדובר כאן בתהליך היתוך קר במובן המילולי אך אם התיאוריה נכונה זהו תהליך שאפשר לבצע אותו במעבדה.
ב 2002 התפרסם מאמר הטוען שהצליחו להוכיח תגובת היתוך בתהליך זה .
ההוכחה הייתה על פי מדידה של פליטת נויטרונים (הנפלטים בתהליך היתוך). בדיקות חוזרות עם גלאים יותר מדייקים הראו שפליטת הנויטרונים מתאימה לפליטה רנדומאלית טבעית ואין לה קשר ישיר בזמנים עם קריסת הבועה. כרגע הנושא עדיין לא נזנח ואין ספק שנשמע עליו עוד רבות . עדכון שנוסף ביוני 2009: בשבועות האחרונים הנושא קיבל עניין חדשותי מחודש לאחר תוכנית 60 דקות (60 minutes) של רשת CBS התוכנית הזכירה את חברת superwave fusion, חברה ישראלית העוסקת בתחום.
הנושא של אנרגיה זמינה וזולה הוא נושא חם כיום אך הנושא לא חדש. במשך מאות שנים ניסו מדענים (או כאלו שרצו שיקראו להם מדענים) ליצור מכונות שיפיקו יותר אנרגיה ממה שהושקע בהם. למכונות אלו על סוגיהם השונים קוראים מכונות תנועה מתמדת (פרפטום מובילה) והן בלתי אפשריות וסותרות את חוקי התרמודינאמיקה. למרות זאת גם כיום יש אנשים המנסים ליצור מכונות כאלו. גם למדינת ישראל יש דף בהיסטוריה המוקדש לנושא זה...
מאת: ד"ר מאיר ברק
המחלקה לביולוגיה מבנית
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.
