מיתקן הניסוי במעבדה במושב עומר

מאת אלכס דורון
ב-1989, הדהימו שני מדענים אמריקנים, ד"ר סטנלי פונס וד"ר מרטין פליישמן מאוניברסיטת יוטה בהודעה חגיגית לפיה עלה בידם, לראשונה אי פעם, ליצור במעבדה היתוך גרעיני קר((Cold Fusion, כלומר בטמפרטורת החדר. המשמעות: נסללה הדרך להפקת אנרגיה ממקור זול וזמין – הפוך מיצירת אנרגיה בביקוע גרעיני, כפי שהוא מבוצע בכורי הכוח הגרעיניים. ההכרזה סחפה את התקשורת, אבל סופה היה מביך מאד . לא זו בלבד שהשניים לא הצליחו לחזור על הניסוי שלהם, באותה תקופה נדמה הייה שעבודתם הייתה נגועה בטעות חישובית וניסויית. הכישלון המהדהד הפך את ההיתוך הקר שלהם לסערה לוהטת. הרוב בקהילת הפיזיקאים קבע נחרצות שלא ידוע על קיומו של תהליך קר להיתוך גרעיני וכנראה שהוא איננו ניתן לביצוע.
ההכרזה החגיגית של השניים פגעה קשה במוניטין שצברו, הטילה צל כבד על הקריירה המדעית שלהם – הגם שהם ממשיכים עד היום לדבוק בעמדתם שהרעיון אפשרי לביצוע, אבל מחייב שינויים בתהליך ומעת לעת מציגים את עמדותיהם בכנסים שונים.
והנה עתה, בדיוק 20 שנה אחרי הסערה, יתכן שהבשורה לרעיון ההיתוך הקר כמקור ליצירת אנרגיה "ירוקה", נקייה וזולה – מגיע דווקא מגן התעשייה הקטן בעומר, ליד באר-שבע.
צוות של 18 מדענים ומהנדסים בזרוע המו"פ הישראלית של החברה האמריקנית "אנרג'טיקס טכנולוג'יס" פיתח גישה מתוחכמת ליצירת אנרגיה בהיתוך-קר – תוך שימוש באות-חשמלי מיוחד, שעליו רשם בקשת פטנט, לצורך ביצוע התהליך הנדרש לכך.
בראיון ל-Energianews.com חשף מנכ"ל אנרג'טיקס ישראל, ד"ר שאול לסין את הפרטים הטכניים היחודיים. "השתמשנו באיזוטופ המים הכבדים דאוטריום (D2,) במקום המימן (H2) שבמולקולת המים הרגילים (H20). ה-D2 איננו רדיואקטיבי. ביצענו אלקטרוליזה כדי לפרק את הקשר שבין הדאוטריום לחמצן. הקטודה שאליה נמשך ה-D2 (אל האנודה נמשך החמצן) עשויה פלדיום, חומר המשמש כמאין ספוג לפלדיום. בתהליך הזה מעמיסים כמה שיותר דאוטריום לתוך הקתודה כך שהמרחק בין אטומי הדאוטריום קטן ואז מתבצע מיזוג של אטומי הדאוטריום, בינם לבין עצמם".
-ומה התוצאה?
"מהיתוך של שני אטומי דאוטריום מתקבל הליום. המאסה שלו נמוכה מסכום שתי המאסות שבתחילת התהליך. הפרש המאסות הופך לאנרגיה הנפלטת כחום".
ד"ר לסין ציין כי קשה מאוד ליצור מיזוג (או היתוך) בין אטומי מימן או דאוטריום בתנאי סביבה רגילים מכיוון שהם דוחים זה את זה (כמו זוג מגנטים בעלי קוטביות זהה). " היתוך אטומי מימן מתרחש בשמש אך בטמפרטורות ולחצים אדירים השוררים בה"
-אז איך השגתם את המיזוג?
" אנו נעזרים בשריג של הפלדיום כדי שהדאטוריום 'יתיישב' בתוכו וכך הכוחות המתפתחים בתוך השריג דוחפים את אטומי הדאוטריום אחד כלפי השני וחלקם כנראה מתמזגים. בתהליך זה נוצרת אנרגיית חום אדירה– וממנה ניתן בהמשך לייצר חשמל. בשלב הנוכחי ישום התהליך למטרות מסחריות הוא לחימום מים, בתים או לתהליכים תעשייתיים. בעתיד ניתן יהיה להמיר את החום (בטמפרטורות גבוהות יותר) לחשמל באמצעות טכנולוגיות קיימות".
-מה המיוחד בטכנולוגיה שפיתחתם?
"יצרנו מקור חדש לאנרגיה נקייה – משאת נפשו של העולם כיום. אפשר לומר שמדובר בהפקת אנרגיה הנקייה ביותר שניתן להעלות על הדעת. כלומר מבלי שייווצרו התופעות השליליות של גזי חממה, חלקיקים מזהמים או קרינה רדיואקטיבית".
-כמה שנים השקעתםעד כה? בפרוייקט 
"שבע. אנחנו חברת-בת של אנרג'טיקס האמריקנית. זרוע המו"פ שלה בישראל הוקמה בסוף 2001 והחלה למעשה בעבודה ב-2002. כל המחקר הכרוך בפרויקט השאפתני הזה מתרכז כאן בגן התעשייה בעומר. הגענו באמת לתוצאות טובות מאד".
-יש עוד צוותי מחקר בעולם שעוסקים בהיתוך (או מיזוג) קר?
"כן. ולא מעטים. ה-Cold Fusion למרות המכה הקשה שספג לפני 20 שנה, עדיין מרתק את המדענים"
-במה הייחוד של הצוות הישראלי שאתה מנהל?
"הגשנו לרישום בקשה לפטנט על אות חשמלי מיוחד–Super Wave – גל-על – אשר באמצעותו אנו מפעילים את תאי מערכת האלקטרוליזה".
לאחר שהצוות הישראלי בראשות ד"ר לסין וד"ר אריק אל-בוחר פרסם בעיתונות מדעית-מקצועית את תוצאות הניסויים שערך, החלה לגלות בו עניין הסוכנות לפרויקטים מתקדמים במשרד ההגנה של ארה"ב, סוכנות דארפ"א (מקבילה לרפא"ל ומפא"ת בישראל). נציגיה באו לבדוק את התהליך שפותח בעומר. בעקבות הבדיקה החליטה דארפ"א לממן את השלב הראשון בפרויקט שיחזור ניסיוני של תוצאות אנרג'טיקס . שתי מעבדות בלתי-תלויות– מעבדת SRI האמריקנית ו-ENEA האיטלקית, ביצעו, עבור דארפ"א, את ניסויי השיחזור – והתוצאות היו מוצלחות ביותר. לאחרונה, הלכה דארפ"א צעד נוסף קדימה והחליטה לממן את המשך התוכנית (שלב ב) בשיתוף מדעני מעבדת המחקר של חיל הים האמריקני ה-NRL כמעבדה מובילה ו- SRI. אנרג'טיקס-ישראל משמשת בפרויקט זה כקבלן-משנה עבור שתי המעבדות האמריקניות. "אנחנו מתכננים, מייצרים ומספקים להם את תאי הניסוי, את רכיבי מערכת האלקטרוליזה ואת נוהלי ההפעלה", ציין ד"ר לסין. "אבל חובה להדגיש: הכול עדיין נמצא בשלב מעבדתי, אבל בהחלט מתקדם".
-כמה אנרגיה ניתן בכלל להפיק בתהליך שפיתחתם?
ד"ר לסין: "על פי תוצאות הניסויים, כמויות האנרגיה הינן בהיקף של מגה-ג'אולים,.בתהליך זה מתקבלות רמות אנרגיה ליחידת מסה ה גדולות פי יותר מאלף מכל כמות אנרגיה ליחידת מסה המיוצרת בכל תהליך כימי כלשהו הידוע עד כה. בניסוי המוצלח ביותר שביצענו, השגנו יחס גבוה של 25 (או 2500%) בין כמות אנרגיית החום נטו שהשתחררה בתהליך , לבין כמות האנרגיה החשמלית שהוכנסה לתהליך. גלון אחד (כ-4 ליטר) מים בתהליך שהדגמנו יכול לספק אנרגייה השווה לתפוקת האנרגיה של 300 גלונים (1200 ליטר) של בנזין. כמות אנרגיית החום שניתן להפיק בתהליך ההיתוך מ- 1 גרם דאוטריום שווה לכמות האנרגיה המופקת מ-10 טון פחם בתחנת כוח רגילה. שריפת 10 טונות של פחם יוצרת זיהום אויר של כ-40 טון של גז פחמן דו-חמצני (גז חממה) וחלקיקי אפר, מזהמי האוויר הקשים ביותר".
-מהיכן ניתן לקבל דאוטריום?
"במי הימים, האוקיאנוסים, האגמים והנהרות. המים מהווים כידוע שני-שלישים משטח הפנים של כדור הארץ. במים קיים ריכוז טבעי של אטומי דאוטריום, ביחס של אטום אחד של דאוטריום ל-6000 אטומי מימן. מלאי הדאוטריום במים מספיק כדי לספק את כל צרכי האנרגייה של האנושות לכמה מיליארדי שנים, אפילו אם רמת הצריכה של האנרגייה בעולם תגדל פי עשרה לעומת שיעורה הכלל-עולמי, כיום".
-האם פיתחתם רעיון או קונספט נוסף של היתוך קר שאותו הדגמתם?
"כן. הקונספט השני מבוסס על 'ירי' של יונים של דאוטריום – כלומר יצור גז מיונן (פלזמה) –על מטרה העשויה מפלדיום. גם 'ירי' זה מתבצע באמצעות אותו גל-על חשמלי ((SuperWave. המטרה היא: לזרז את התהליך ולדחוס יותר אטומי דאוטריום אל תוך הפלדיום. יש גם קונספט שלישי שאנחנו בודקים: הפעלת גלי אולטרה-סאונד בשילוב תהליך האלקטרוליזה ויצירת בועות דאוטריום מיקרוסקופיות על פני שטח הפלדיום המאיצות את התהליך".
-ומהי התחזית: כמה שנים עוד תמשיכו בפיתוח הרעיונות הללו?
"נזדקק לעוד כשלוש שנים לתוכנית הפיתוח ובנית אב-טיפוס מעבדתי למערכת חימום מים על בסיס הטכנולוגיה החדישה. ההשקעות הנדרשות בתוכנית זו הן כ- 35-30 מיליון דולר. העבודה בשלב הבא מיועדת לשכלול הטכנולוגיה הקיימת, שבה שיעור ההצלחה בינתיים כ-60% - אנחנו חותרים להגיע ל-100-95%".
-ציינת מי ים. בטעות חושבים שמדובר במשהו הקשור ברתימת הגלים לתהליך?
"לא ולא. אין כלל קשר לאותו רעיון הנדסי שהגה המחזאי והסופר יגאל מוסינזון (מחבר סדרת חסמב"ה) לפני עשרות שנים בדבר יצור אנרגייה מגלי הים, תוך ניצול תופעת הגאות והשפל. למערכת שפיתחנו אין כל קשר לזה. הקשר היחיד הוא – שבמי הים, כפי שציינתי, יש ריכוז מסוים של אותו דאוטריום – איזוטופ הבסיס של המים הכבדים המשמשים בתהליך".
-הטכנולוגיה שלכם זכתה להד תקשורתי עצום לא מכבר תודות לתוכנית הטלוויזיה "60 דקות" של רשת CBS. איך אנשיה הגיעו אליכם?
"המפיקים והתחקירנים ראו את הדיווחים במספר כתבי עת מדעים והחליטו להפיק תוכנית מקיפה על הנושא, גם לרגל 20 שנה לאותו כשלון מהדהד של פליישמן ופונס. "60 דקות" שיגרו אלינו מדען בלתי תלוי, פיסיקאי בעל שם עולמי, פרופ' רוב דונקן. במשך שלושה ימים הוא בדק כל דבר במעבדות בעומר, הכול מול המצלמות והמיקרופונים, עקב אחר הניסוי שהדגמנו, בחן את המכשור. ואז הכריז כי הניסויים שנעשו, בוצעו ברמה המדעית והמקצועית הגבוהה ביותר וכי התוצאות שנקבעו – אמינות, דבר שהקנה לחברה מוניטין רב. עוצמתו גדולה פי כמה כשזוכרים את הסיפור ההיסטורי ההוא: הניסוי של פליישמן ופונס לא היה בלוף – אבל הייתה בעיה בצורה שבה הוא הוצג. אז הייתה פזיזות ביציאה לתקשורת. רק משום שהיו כישלונות בשחזור הניסוי שלהם – הדביקו לו את הכינוי 'בלוף'. הם שילמו מחיר אישי יקר מאד על כך..התהליך שאנחנו מפתחים שונה בתכלית - והכול בו מבוסס על אותו גל-על – שהוא הרעיון של ד"ר ארווין דרדיק מניו-ג'רסי".

בעת שנערך הראיון עבור Energianews.com פרסמה ה-DoE (משרד האנרגיה של ממשל ארה"ב) קול קורא לכל מדעני האנרגיה בעולם להציע פרויקטים ורעיונות לפרויקטים "שונים מהרגיל" לפיתוח טכנולוגיות מהפכניות בתחום האנרגיה החלופית "על מנת להתגבר על מגוון האיומים שעלינו להתמודד עמם כמו שינויי האקלים וגם הצורך באבטחת מקורות האנרגיה" הודגש ב'קול הקורא'.. "המטרה היא ברורה: להינתק כמה שיותר מהר מהתלות במקורות אנרגיה פוסיליים, מכל הבעיות הכרוכות ביבוא, הולכה, שינוע ואספקת נפט ומוצריו".
יחידת המו"פ המתקדם של משרד האנרגיה האמריקני הקציבה בשלב ראשון 20 מיליון דולר לפרויקטים "מהסוג היוצא מהקופסה" או "שובר סטטוס-קוו", כהגדרתה - כדי לתמוך בפיתוחם.
"אין לנו עניין ב'אנשים החושבים בקטן'. אלו מוטב שלא יפנו אלינו. אנחנו לא מחפשים לקדם צעד אחד או שניים בטכנולוגיות הקיימות. אנחנו מחפשים חידושים מהפכניים", הכריז ה- DoE בהודעתו.
בסך הכול יוקצבו בארה"ב לתוכנית הזאת 400 מיליון דולר – כשהמטרה: טכנולוגיות פורצות דרך בלבד, טכנולוגיות-חדשניות במלוא מובן המלה - במטרה להוציא אותן מהמעבדות ולנסותן במהירות, בהיקפים גדולים כדי למסחרן בתוך פרק זמן קצר מהרגיל.
"אנרג'טיקס עונה על דרישות אלו באופן מוחלט" אמר ד"ר לסין והוסיף:."בימים אלו פנתה אנרג'טיקס לוועדה לאנרגיה אטומית של ישראל בבקשה לבצע בדיקת היתכנות מעמיקה של הטכנולוגיה וגם את תוצאות הניסויים. "הוועדה בוחנת עתה בחיוב את הבקשה. תוצאות חיוביות של הבדיקה, עשויות להוביל לתמיכה של ממשלת ישראל בתוכנית"..