דמיינו שהייתם יכולים, באמצעות גלון אחד של דלק זול, להאיר עיר שלמה למשך שנה - ומבלי לייצר זיהום אוויר. זו, הלכה למעשה, ההבטחה העצומה של תחום ההיתוך הגרעיני. זהו התהליך הפיזיקלי שבאמצעותו השמש מאירה והכוכבים מתקיימים. כבר כמעט מאה שנה שהאנושות מנסה לפתח טכנולוגיה של היתוך גרעיני, וכיום, לראשונה אי-פעם, היא נראית בהישג יד - ויש גם חברה ישראלית אחת שנמצאת חזק במרוץ.
יש שתי דרכים להפיק אנרגיה מהכוחות העצומים האצורים בגרעין האטום. ביקוע גרעיני, שבו אטום כבד, לרוב של היסוד אורניום, הופך לשני אטומים קלים יותר; או היתוך גרעיני, שבו שני אטומי מימן קלים הופכים לאטום הליום אחד כבד יותר. בשני התהליכים יש פער בין המסה ההתחלתית של האטומים לבין המסה הסופית שלהם - וכפי שלימד אותנו איינשטיין במשוואתו המפורסמת, הפער הזה במסה מיתרגם לאנרגיה שמשתחררת. הרבה מאוד אנרגיה.
היתוך גרעיני הוא דרך יעילה, נקייה וזולה לאין שיעור מכל מקור אנרגיה אחר, ומשום כך היא עשויה לשנות את העולם כפי שאנחנו מכירים אותו. לשם המחשה, באמצעות קילוגרם של דלק מימן, ניתן לייצר בהיתוך גרעיני כמות אנרגיה השקולה לשריפה של 4 מיליון קילוגרם של פחם או נפט; ובעוד שריפת דלקים מאובנים פולטת זיהום רב, בהיתוך גרעיני לא נפלטת ולו מולקולת פחמן דו-חמצני אחת. להיתוך גרעיני גם יתרונות רבים לעומת ביקוע גרעיני. בשונה מביקוע גרעיני, שבו משתחררת גם קרינה רדיואקטיבית, בהיתוך התוצר היחיד הוא הליום. יתרון נוסף בהיתוך גרעיני הוא השימוש במימן כדלק, שהוא חומר זול מאוד, בהשוואה לאורניום.
פריצת דרך?
התשתית המדעית מאחורי היתוך גרעיני ידועה כבר כמעט מאה שנה, אך פיתוח של כור היתוך שיוכל לייצר זרם רציף, וגם כלכלי, של אנרגיה הוא אתגר טכנולוגי מורכב מאין כמוהו, שהאנושות מנסה לפצח כבר עשרות שנים. כדי להתיך אטומי מימן יש להביאם למצב צבירה של פלזמה (גז מיונן). בליבת השמש, זה קורה בטמפרטורה "נמוכה" יחסית של כ-15 מיליון מעלות, וזאת בשל תנאי הלחץ הגבוהים. על פני כדור הארץ יש צורך בטמפרטורות גבוהות הרבה יותר, כ-100 מיליון מעלות לערך.
השיטה הנפוצה לייצר ריאקציה של היתוך גרעיני היא באמצעות מכשיר הקרוי "טוקמאק" (tokamak). זהו מיכל בצורת סופגניית דונאט, שבו "מתבשלת" הפלזמה של אטומי המימן. כדי שהפלזמה הרותחת לא תיגע בדפנות המיכל, דבר שיוביל לאובדן חום, עושים שימוש בשדות מגנטיים רבי עוצמה, שמותירים את הפלזמה מרחפת במרכז המיכל. כמו בכור ביקוע, את החום הנפלט רותמים כדי לייצר קיטור, ובאמצעותו מניעים בוכנה - והנה לכם חשמל.
האתגר הוא להביא את "מרק הפלזמה" לטמפטורת ההיתוך למשך זמן ממושך מספיק, על מנת שתיווצר ריאקציה רציפה של היתוך גרעיני, וניתן יהיה לייצר חשמל. המבחן הכלכלי הוא לבנות מערכת שתייצר יותר אנרגיה מכמות האנרגיה שהושקעה כדי לחמם את הפלזמה. בדצמבר 2022, במתקן ICF שבקליפורניה, הצליחו לייצר לראשונה בתהליך היתוך פי 1.5 יותר אנרגיה מכפי האנרגיה שהושקעה. נקודת ציון נוספת היתה באפריל השנה, כאשר במרכז של דרום קוריאה להיתוך גרעיני הצליחו לחמם פלזמה לטמפרטורה של 100 מיליון מעלות - טמפרטורת ההיתוך - למשך כ-50 שניות.
חברה קטנה מהוד השרון - וכור היתוך "קומפקטי"
למרות הפוטנציאל הבלתי נתפס ממש של הטכנולוגיה יש מעט מאוד חברות סטארט-אפ בתחום - פחות מ-50 בכל העולם. שתי המדינות המובילות בתחום הן ארה"ב וסין, כאשר המרוץ לטכנולוגיה הנכספת הוא גם חלק מהמאבק בין המעצמות: מי שתגיע ליעד ראשונה, תשיג יתרון מכריע בלוח השחמט העולמי. לישראל יש נציגה אחת, חברת nT-Tao מהוד השרון, והיא מציעה קונספט ייחודי של היתוך גרעיני.
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.
בשיחה עם "ישראל היום" סיפר גור-לביא כי "התחום הזה משלב טכנולוגיה ואסטרטגיה גלובלית. היתוך הוא מקור האנרגיה הגדול ביותר ביקום. כדי שזה יצליח, התהליך חייב להיות יעיל ומדויק. בשנים האחרונות פריצות דרך בתחומים כמו מוליכי-על, רכיבי הספק, הדפסה בתלת-ממד וגם סימולציות מבוססות AI מקרבות אותנו ליעד. אנחנו הבנו שהדבר הכי חשוב הוא להגדיל את הצפיפות של הפלזמה ולחמם אותה בקצב מהיר יותר - ואת זה ניתן לבצע באמצעות כורים קטנים יותר".
בשנה שעברה הצליחה nT-Tao לגייס 22 מיליון דולר, שהצטרפו ל-6 מיליון דולר שגייסה בסבב מוקדם יותר. לשם השוואה, חברות Pacific Fusion האמריקאית גייסה 900 מילון דולר, ואילו Tokamak Energy הבריטית גייסה 335 מיליון דולר, לאחר שרק בשבוע שעבר השלימה סבב של 125 מיליון דולר. גם ברמה הלאומית, בשעה שארה"ב, סין וגם בריטניה משקיעות סכומי עתק בפיתוח התחום, בישראל אין כל השקעה אסטרטגית בהיתוך גרעיני.
סיכוי נמוך ופרס אדיר
אז האם יש סיכוי לסטארט-אפ צנוע מהוד השרון לטרוף את כל הקלפים? מי שהשתתפה בסבב ההשקעה האחרון ב-nT-Tao היא פלטפורמת ההשקעות OurCrowd, שנוהגת להשקיע בתחומי דיפ-טק רבים. לדברי עופר שושן מ-OurCrowd, הקונספט הקומפקטי של nT-Tao מאפשר לה להתקדם בקצב מהיר יותר, ובמשאבים מצומצמים יותר. "בשונה מחברות אחרות, שגייסו מאות ומיליארדי דולרים, ומנסות לפתור את הבעיה עם הרבה כוח והרבה כסף, nT-Tao מציעה גישה חכמה ופשוטה יותר. ואם הם יצליחו זה יהיה מדהים", אמר.
כמי שמתמחה בעולם ההון-סיכון, שושן מודע לסיכויי ההצלחה: "אנרגיה היא המפתח לכל הדברים שעושים בעולם, ממרכזי נתונים לבינה מלאכותית ועד התפלת מים לחקלאות, וזו גם הסיבה לרבים מהסכסוכים בעולם. היתוך גרעיני הוא הגביע הקדוש, מבחינה כלכלית ומבחינת ערך לאנושות. זה שוק פוטנציאלי של טריליוני דולרים. גם אם הסיכוי שסטארט-אפ ספציפי בתחום הזה יבשיל מסחרית הינו נמוך, הפרס הפוטנציאלי כל כך גדול, שזה מתמרץ השקעות לתחום".
טעינו? נתקן! אם מצאתם טעות בכתבה, נשמח שתשתפו אותנו