המגנט ששוקל 582 טונות עשוי לקרב את סין לחשמל מהיתוך גרעיני

ההישג אינו אומר שסין כבר מייצרת חשמל מהיתוך. הוא מסמן שהמדענים הצליחו לבנות ולבדוק רכיבים שצריכים ליצור את ה״כלוב המגנטי״ שבתוכו תוחזק פלזמה לוהטת במיוחד. אם לוח הזמנים הסיני יישמר, BEST יתקרב בשלב הבא להדגמת היתוך שמייצר חשמל.

מה מיוחד במגנט של 582 טונות?

המגנט הטורואידי הוא סליל מוליך־על בצורת D, שנועד ליצור שדה מגנטי המקיף את הפלזמה ומרחיק אותה מדפנות הכור. המפרט שפורסם כולל:

• משקל: 582 טונות
• מידות: 21 מטרים אורך, 12 מטרים רוחב ו־3.3 מטרים גובה
• זרם יציב בבדיקה: 60 קילו־אמפר
• אנרגיה אצורה בכל סליל: 6.03 מגה־ג׳אול
• עוצמת השדה המגנטי: כ־6.5 טסלה — בערך פי שניים עד פי ארבעה ממכשיר MRI רפואי, לפי ההשוואה שפורסמה
• תנאי העבודה המתוכננים: כליאת פלזמה בטמפרטורה של יותר מ־100 מיליון מעלות צלזיוס, בערך פי שישה מטמפרטורת ליבת השמש
• אורך חיים מתוכנן: כ־40,000 פולסי פלזמה

בסופו של דבר יורכבו 16 סלילים כאלה יחד כדי ליצור את השדה הטורואידי של כור BEST .

איך זה משתווה ל־ITER?

בהשוואה לרכיב המקביל בפרויקט ITER — הכור הבינלאומי הגדול להיתוך גרעיני שנבנה בצרפת — המגנט הסיני מציג שני יתרונות מרכזיים:

• נפחו גדול פי 1.3 מנפח מגנטי השדה הטורואידיים של ITER .
• הוא מסוגל לאגור בערך פי שלושה אנרגיה מהמגנטים המקבילים ב־ITER .

עם זאת, אין פירוש הדבר ש־BEST גדול יותר מ־ITER כמערכת שלמה. הרדיוס המרכזי של ITER הוא כ־6.2 מטרים, לעומת כ־3.6 מטרים ב־BEST . BEST מתוכנן כשלב ביניים: הוא אמור לגשר בין טוקאמק EAST הקיים בסין לבין הכור הגדול והשאפתני יותר CFETR — China Fusion Engineering Test Reactor .

לפי תוכנית המחקר של BEST, כאשר יפעל, הוא צפוי להיות הטוקאמק הגדול בעולם הפועל עם דלק דאוטריום־טריטיום, לפחות עד הפעלתו של ITER .

הסולנואיד המרכזי: ה״מצת״ של הכור

לצד המגנט הטורואידי נבדק גם דגם של סולנואיד מרכזי (CS) במסגרת תוכנית CRAFT. הסולנואיד ממלא תפקיד שונה: הוא משרה ומקיים את הזרם החשמלי בפלזמה, ולכן חיוני להתחלת הפעולה ולשמירה על תנאי ההיתוך .

חוקרי המכון תיארו אותו למעשה כ״מצת״ של הטוקאמק. לדבריהם, ביצועיו קובעים במידה רבה אם מתקן ההיתוך יוכל להתחיל לפעול ולהישאר פעיל . יחד, המגנט הטורואידי והסולנואיד המרכזי אמורים לספק את התשתית המגנטית הדרושה לניסוי הפלזמה בכור BEST.

שש שנות פיתוח וייצור מקומי

שני המגנטים פותחו במסגרת CRAFT — מתקן מחקר לאומי מקיף לטכנולוגיות היתוך בעיר חפיי. המתקן נועד לפתח ולבדוק רכיבים בגודל מלא לפני שילובם בכורי היתוך עתידיים .

הפיתוח נמשך כ־שש שנים וכלל, לפי החוקרים, חומרים על־מוליכים, תכנון מבני ותהליכי ייצור מתוצרת מקומית. כל טכנולוגיות הליבה של המגנטים הוגדרו כבעלות ייצור מקומי מלא .

המשמעות ההנדסית של ההישג היא לא רק גודל המגנט, אלא גם היכולת לייצר ולבדוק מערכת מורכבת כזו בתוך שרשרת אספקה מקומית — תנאי חשוב אם סין תרצה להרחיב בעתיד את תוכנית ההיתוך שלה.

מהו לוח הזמנים של BEST?

סין מציגה את BEST כחוליה מרכזית במעבר ממחקר בסיסי של פלזמה להדגמה הנדסית של הפקת אנרגיה:

• תחילת הבנייה: 30 ביוני 2023
• השלמת הכור: עד סוף 2027
• פלזמה ראשונה: צפויה בסוף 2027
• הדגמת חשמל מהיתוך: בסביבות 2030 — יעד שמתואר לעיתים כהדלקת ״הנורה הראשונה המופעלת בהיתוך״
• השלב הבא: כור CFETR הגדול יותר, שמועד הפעלתו המשוער הוא סביב 2030; תחנות כוח מסחריות המחוברות לרשת החשמל מכוונות לעשורים מאוחרים יותר

היעדים הללו שאפתניים, והשלמת המגנט היא אבן דרך הנדסית — לא הוכחה לכך שהיתוך גרעיני מסחרי כבר נמצא מעבר לפינה. אך היא מקרבת את BEST לשלב שבו ניתן יהיה לבחון לא רק אם אפשר ליצור פלזמה חמה, אלא אם אפשר להחזיק אותה בתנאים המתאימים לניסוי בהפקת אנרגיה. לפי The Economist, לוח הזמנים שמציגה סין מציב אותה בערך עשור לפני מדינות אחרות במרוץ להיתוך גרעיני .