nT-Tao ומקורות יבחנו שימוש בהיתוך גרעיני בישראל

בתמונה למעלה: הדמייה של תחנת כוח מבוססת היתוך גרעיני, המפעילה מתקן להתפלת מים. מקור: nT-Tao

חברת nT-Tao מהוד השרון הודיעה על שיתוף פעולה עם חברת מקורות, שבמסגרתו יוקם מרכז משותף לבחינת יישום טכנולוגיית היתוך גרעיני (Fusion) בתשתיות מים. המרכז צפוי לשמש כפלטפורמה למחקר, פיתוח והדגמה של תרחישים עתידיים שבהם אנרגיה מהיתוך תוכל להפעיל מתקני מים דוגמת התפלה, שאיבה והולכה. לפי הפרטים שפורסמו, המרכז יעסוק בין היתר בהערכת היתכנות הנדסית, התאמה של מערכות אנרגיה מסוג חדש לתשתיות קיימות, וכן בחינת מודלים תפעוליים וכלכליים לשילוב טכנולוגיות היתוך גרעיני במשק המים.

חברת nT-Tao מפתחת מערכות היתוך קומפקטיות המבוססות על דחיסה מגנטית של פלזמה, במטרה לייצר מקור אנרגיה נקי ויציב. הגישה שלה שונה מפרויקטים רחבי היקף כמו ITER, בכך שהיא מכוונת לפתרונות קטנים וגמישים יותר, עם פוטנציאל ליישומים אזרחיים. עבור מקורות, שיתוף הפעולה משתלב בצורך להבטיח מקורות אנרגיה אמינים וזולים להפעלת משק המים, תחום שבו עלויות האנרגיה הן רכיב מרכזי.

הקמת המרכז מעניקה ל-nT-Tao מסגרת המאפשרת לבחון את הטכנולוגיה בתני שימוש אמיתיים: לא רק ניסויים במעבדה, אלא עבודה מול גוף תשתיתי אמיתי, עם דרישות של אמינות, רציפות ותפעול בקנה מידה גדול. גם אם מדובר עדיין בשלב מוקדם וללא יישום מיידי, זהו צעד שמקרב את הטכנולוגיה לעולם האמיתי. במבט רחב יותר, המהלך משקף את הפוטנציאל של היתוך גרעיני להשפיע בעתיד על תשתיות קריטיות — מים, אנרגיה ותעשייה.

היתוך גרעיני הוא תהליך שבו שני אטומי מימן קלים הופכים לאטום הליום אחד כבד יותר. הוא שונה מביקוע גרעיני, שבו אטום כבד (לרוב אורניום) מתפצל לשני אטומים קלים יותר. בשני המקרים יש פער בין המסה ההתחלתית של האטומים לבין המסה הסופית שלהם, אשר גורם להשתחררות אנרגיה. חברת nT-Tao הוקמה בשנת 2019 על ידי עודד גור-לביא, ואליו הצטרפו דורון ובועז ויינפלד, החברה מתמקדת בפיתוח כור היתוך "קומפקטי" בגודל כשל מכולה המיועד לייצר 10-20 מגה-וואט. הספק המתאים לעיר קטנה או למתקני תשתית מרוחקים.

שיטת ההיתוך של החברה קיבלה את השם Dynamic Stabilized Torus. היא מבוססת לכידת פלסמה דחוסה בתוך שדה מגנטי חזק וחימום מהיר באמצעות פולסים קצרים מאוד. אף שהיתוך גרעיני צפוי לחולל מהפכה בכל משק האנרגיה האנושי, ישנן בעולם פחות מ-50 חברות שמנסות לפתח את הטכנולוגיה, וזאת בשל האתגרים העצומים. מרבית החברות הקיימות פועלות בארצות הברית ובסין, ו-nT-Tao היא החברה היחידה בתחום שפועלת בישראל.

nT-Tao הפעילה פלזמה במערכת היתוך גרעיני חדשה

[בתמונה: פלזמת מימן שנוצרה בשדות המגנטיים של מערכת C3. מקור: nT-Tao]

חברת nT-Tao הישראלית, המפתחת כורי היתוך גרעיני קומפקטיים, הודיעה כי הצליחה להפעיל פלזמה באב־טיפוס חדש בשם C3, ציון דרך טכנולוגי המסמן את המעבר משלב התכנון וההנדסה להפעלה ראשונה של מערכת פיזית חדשה. לפי הודעת החברה, הפעלת הפלזמה בוצעה בתוך פחות משלושה חודשים ממועד תחילת הרכבת המערכת, כחלק מגישת פיתוח מהירה שנועדה לאפשר מחזורי תכנון, בנייה וניסוי קצרים יחסית.

הפעלת פלזמה נחשבת שלב בסיסי אך חיוני בכל פרויקט היתוך גרעיני, שכן היא מאשרת שמערכות הליבה של הכור, ובהן מערכות הוואקום, אספקת הכוח, הבקרה והמגנטים, פועלות יחד במערכת אחת. עם זאת, החברה לא חשפה בשלב זה פרטים כמותיים באשר למשך הזמן שבו נשמרה הפלזמה, לטמפרטורה שאליה הגיעה, לזמן הכליאה שלה או למידת היציבות שהושגה במהלך הניסוי, נתונים הנחשבים קריטיים להערכת ההתקדמות לעבר היתוך גרעיני בר־קיימא.

החברה ציינה כי פרוטוטיפ C3 מבוסס על תשתית הנדסית שפותחה בדורות קודמים, אך מדובר במערכת חדשה שנבנתה מן היסוד ולא בשדרוג נקודתי. לפי פרסומים קודמים, במערכות מוקדמות יותר הצליחה nT-Tao להגיע לפלזמה בטמפרטורות סדר גודל של כמיליון מעלות, אולם החברה לא ציינה אם נתונים דומים או מתקדמים יותר הושגו גם בפרוטוטיפ הנוכחי.

nT-Tao בולטת בגישה שונה מזו של מרבית המיזמים בתחום ההיתוך הגרעיני, המתמקדים בפיתוח מתקני ענק לאומיים. החברה הישראלית חותרת לפיתוח כור היתוך קומפקטי ומבוזר, בגודל של מכולה, שיספק הספק של כ־10 עד 20 מגה־וואט, די חשמל להפעלת עיר קטנה, מרכזי נתונים או מתקני תשתית מנותקי רשת. הטכנולוגיה של החברה, המכונה Dynamic Stabilized Torus, מבוססת על פלזמה דחוסה מאוד והזרמה של פולסים קצרים ומדויקים של אנרגיה גבוהה, גישה שלדברי החברה מאפשרת להגיע לתנאים הדרושים להיתוך באמצעות פולסים קצרים יותר ובטמפרטורות נמוכות יחסית.

מוקדם יותר דיווחה החברה כי השלימה את פיתוח יחידת הכוח MEGA, מערכת מודולרית לאספקת פולסי אנרגיה בעוצמה גבוהה, המשמשת לחימום הפלזמה, להנעת הסלילים המגנטיים ולשליטה בתהליך. לפי nT-Tao, המערכת מסוגלת לייצר הספק של עד 10 מגה־וואט למטר רבוע למשכי זמן קצרים במיוחד, והיא מהווה רכיב מפתח במימוש החזון של כורי היתוך קומפקטיים, שכן מערכות כוח קיימות בעוצמות כאלה נחשבות גדולות ומסורבלות מדי עבור קונספט של ייצור חשמל מבוזר.

היתוך גרעיני נחשב ליעד מרכזי בעולם האנרגיה בשל הפוטנציאל לייצור חשמל נקי וללא פליטות פחמן, אך מדובר באחד האתגרים המדעיים וההנדסיים המורכבים ביותר. כיום פועלות בעולם פחות מחמישים חברות בתחום, מרביתן בארצות הברית ובסין.

nT-Tao נוסדה בשנת 2019 וממוקמת בהוד השרון. החברה הוקמה על ידי עודד גור־לביא, ואליו הצטרפו דורון ובועז ויינפלד, המובילים את ההיבטים המדעיים והטכנולוגיים של פעילותה. לפי החברה, ההתקדמות האחרונה משקפת את גישת הפיתוח המהירה שלה, המבוססת על מחזורי תכנון, בנייה ואימות קצרים, במטרה להאיץ את המעבר מסימולציות ומערכות ניסוי לחומרת היתוך מתפקדת ולשפר את קצב ההתקדמות לעבר כורי היתוך גרעיני קומפקטיים.

nT-Tao: השגנו התקדמות משמעותית בדרך להיתוך גרעיני

[בתמונה: המעבדה של nT-Tao. באדיבות nT-Tao]

חברת nT-Tao מהוד השרון, החברה הישראלית היחידה בתחום ההיתוך הגרעיני, הכריזה על התקדמות משמעותית בפיתוח טכנולוגיה שתאפשר לה להתקדם אל עבר פיתוח כורי היתוך גרעיני מסחריים וקומפקטיים. החברה הודיעה כי השלימה את פיתוח מערכת אספקת הכוח, שתפקידה להזרים לתוך מיכל הפלזמה פולסים בעוצמה גבוהה ומדויקת הנדרשות לחימום פלזמה, להנעת סלילים מגנטיים ולשליטה של הפלזמה, מה שיגרום בסופו של דבר לתגובת שרשרת של היתוך אטומי המימן ולשחרור האנרגיה.

המערכת, שנקראת Modular Energy Generator Architecture (MEGA), מסוגלת לייצר 10 מגה-וואט למ"ר, למשכי זמן הנעים בין עשרות ננו-שניות ועד למספר מילי-שניות. לדברי החברה, יחידת הכוח הינה מודולרית וסקלאבילית וניתן יהיה לשלבה במערכות שונות של היתוך גרעיני.

ב-nT-Tao מסבירים כי מערכות כוח קיימות המסוגלות לייצר את העוצמות הנדרשות הינן גדולות ומסורבלות, ועל כן אינן תואמות את הקונספט שאליו חותרת החברה: כורי היתוך קומפקטיים לצורך הפקת חשמל מבוזרת. לדברי החברה, היא הצליחה לפתח יחידת כוח קטנה משמעותית, שמסוגלת לייצר את האנרגיה הגבוהה הנדרשת. "החדשנות הזו מהווה קפיצת מדרגה משמעותית בדרך להגשמת חזון החברה של היתוך גרעיני מסחרי ונגיש", הצהירו ב-nT-Tao.

היתוך גרעיני הוא התהליך שבו שני אטומי מימן קלים הופכים לאטום הליום אחד כבד יותר, וזאת לעומת ביקוע גרעיני, שבו אטום כבד, לרוב של היסוד אורניום, הופך לשני אטומים קלים יותר. בשני המקרים יש פער בין המסה ההתחלתית של האטומים לבין המסה הסופית שלהם – ופער זה משתחרר בפרץ גדול של אנרגיה. בכורי היתוך גרעיני, המטרה היא לרתום את אנרגיית החום הגדולה כדי להניע גנרטור ולייצר חשמל. היתוך גרעיני הוא בבחינת "גביע קדוש" עבור האנושות כולה, מאחר שזו הדרך היעילה והנקייה ביותר להפקת חשמל, מאחר שהתהליך אינו פולט פחמן, ובשונה מביקוע גרעיני גם לא נוצרת קרינה רדיואקטיבית. 

אף שהיתוך גרעיני צפוי לחולל מהפכה בכל משק האנרגיה האנושי, ישנן בעולם פחות מ-50 חברות שמנסות לפתח את הטכנולוגיה, וזאת בשל האתגרים העצומים. מרבית החברות הקיימות פועלות בארצות הברית ובסין, ו-nT-Tao היא החברה היחידה בתחום שפועלת בישראל.

nT-Tao נוסדה ב-2019 על ידי עודד גור-לביא, ואליו הצטרפו דורון ובועז ויינפלד, המובילים את ההיבטים הטכנולוגיים והמדעיים. בשעה שמרבית המיזמים בתחום חותרים לבנות כורי ענק שייצרו כמויות אדירות של אנרגיה, ב-nT-Tao מפתחים אב-טיפוס של כור היתוך "קומפקטי" הרבה יותר: גודלו כשל מכולה והוא עתיד לייצר 10-20 מגה-וואט, די חשמל כדי לכלכל עיר קטנה. הכורים המבוזרים הללו יהיו מיועדים לעוד שורה של יישומים כמו אספקת חשמל למרכזי נתונים, מתקני תשתית, או לאזורים מנותקי-רשת. ב-nT-Tao מכנים את שיטת ההיתוך שלהם Dynamic Stabilized Torus, והיא כרוכה במתן פולסים קצרים ומדויקים של חום מאוד גבוה לתוך פלזמה דחוסה מאוד. למעשה, ככל שהפלזמה דחוסה יותר כך ניתן להגיע להיתוך באמצעות פולסים קצרים יותר ובטמפרטורה נמוכה יותר.