בתשובה להפונז, 28/10/21 10:02
גם בפודקאסט 744198
חשבתי שכבר כתבתי על זה פעם. על כל פנים אחד המכשולים הגדולים ביותר (אם לא ה) בפני כח גרעיני הוא שזוהי השקעה מסוכנת מבחינה כלכלית (בהשוואה לאלטרנטיבות). בקצרה, צריך לגייס הרבה יותר כסף, ולוקח למשקיעים הרבה יותר זמן להחזיר את ההשקעה - בהשוואה לתחנת כח גזית. מצד שני, הרווח גדול יותר.


וזה לפי ההרצאה האיטית אבל מצויינת של פרופ' דיוויד רוזיק
.
גם בפודקאסט 744206
רק שההשוואה הרלוונטית כמובן היא לתחנת אנרגיה סולארית או אנרגיה מתחדשת אחרת, לא לתחנת גז מזהמת שהיא בדיוק מה שאנחנו מנסים להפסיק. ואלה יחזירו את ההשקעה אם בכלל בטווח רחוק הרבה יותר.

ואם זה כל כך חשוב לאנושות, שהממשלות יפרשו רשת בטחון כלכלית.
גם בפודקאסט 744208
בהשוואה הזו אנרגיה גרעינית יוצאת ממש גרוע. העלות של אנרגיה מתחדשת ירדה מאד בשנים האחרונות. אנרגיה סולארית (מפאנלים) נמוכה כמעט פי 2 או 3 ונראה לי שאנרגית רוח לא שונה בהרבה.
גם בפודקאסט 744209
כתבתי ''נמוכה'', התכוונתי לכך שמחיר ייצור קוט''ש חשמל זול יותר ..
גם בפודקאסט 744218
המחיר של ייצור: כן. אבל גז, פחם, גרעיני או הידרו־אלקטרי נותן לך תפוקה יציבה וצפויה, ואילו סולרי ורוח נותן תפוקה משתנה. מרגע שחלק גדול מהאנרגיה מגיע ממקורות לא יציבים כאלו, צריכים כמויות של תפוקה עודפת עבור הזמנים הקשים, ולכן מחיר קוט״ש שוב עולה.
גם בפודקאסט 744220
זוהי אכן הבעיה הגדולה של האנרגיות המתחדשות.
בגלל זה, (כרגע) אנרגיה גרעינית היא יותר ברת השוואה לאנרגיה מדלק פחמני. דורשת השקעה גדולה מאד, ומספקת אנרגיה יציבה.
גם בפודקאסט 744258
אני עדיין מתקשה להבין למה טכנולוגיה מוכחת ועובדת מזה חמישים שנה, כולל אספקת חשמל במדינות מסוימות באחוזים ניכרים, היא השקעה כל כך גדולה.
ברור שמבחינת הסיכון הטכנולוגי, התאימות לרשתות חשמל קיימות, היציבות וכמובן אפס פליטת הפחמן, היא בשלה יותר מכל אנרגיה מחתדשת על המדף.
אם החסרון היחיד שלה הוא עלות, אזי ראוי לשקלל את העלות הזו במסגרת ההשקעה הגלובלית של מדינות במניעת ההתחממות הגלובלית.
ולא מן הנמנע שכמו כל טכנולוגיה - כשהיא תיעשה נפוצה ומדרנית יותר, גם המחירים שלה ירדו פלאים בטווח הבינוני ארוך.
גם בפודקאסט 744261
התחשיב הפיננסי הזה הוא לכל היותר משהו בין "כשל שוק" לבין "כשל רגולטורי": עבור משקיעים פרטיים בתחום האנרגיה פחות משתלם לממן תחנות-כוח גרעיניות, מכיוון שנדרשת השקעה גדולה והזמן עד לרווחיות ארוך (והעול הרגולטורי גובל ב-"בלתי אפשרי") . זה הסבר (חלקי) לכך שחברות פרטיות נרתעות מהקמת תחנות-כוח גרעיניות, אבל הרלוונטיוח של כך לענייננו היא נמוכה: מדינה שתרצה לבסס את משק האנרגיה שלה על תחנות-כוח גרעיניות יכולה להסיר את החסמים האלה בקלות.

(ובכלל, הטרוניה שלי בנוגע לאנרגיה גרעינית לא חלה רק על השקעה בכורים להפקת חשמל; חלק גדול ממנה מופנה להשקעה במו"פ: הייתה יכולה להיות ברשותנו כבר טכנולוגיית היתוך מעשית).
גם בפודקאסט 744264
(אם כבר הלכת לשם - למרות המיתוסים, לאור מה שקראתי לאחרונה אני בכלל לא בטוח שכור היתוך יהיה בטיחותי יותר מכור ביקוע. אולי להיפך - בעוד ההיתוך עצמו הוא 'נקי' מתוצרים מזהמים, אז למשל בטכנולוגיית טוקומק שכולאת את הפלזמה המיוננת והתרמו-גרעינית למעשה בתוך לולאה של שדות מגנטיים כבירים, כל תקלה קטנטנה במה שיוצר את שדה הזה, שלרגע תפר את הסימטריה שלו, יכולה לגרום לזרם הפלזמה לסטות ממסלולו, להרוס עוד מגנטים, לסטות עוד ולסיים בזה שלפחות רגעית חלק קטן אבל עצבני של פלזמה בעיצומו של היתוך באמת תפרוץ את מעטפת הכור. וזה כבר יותר ידמה למה שהציבור חושב כשהוא מדמיין תקלה בכור גרעיני - הכי קרוב לפיצוצון גרעיני, אולי קטן אבל מאד הרסני).

וכמובן - ככל שהבעייה הבטיחותית עולה, מחיר המניעה שלה עולה גם הוא. ושלום לחלום האנרגיה הנקייה והזולה.

דיסקליימר - יכול להיות שבטכנולוגיות אחרות, למשל אלה עם הננו-טיפות מימן שמותכות על ידי לייזר, הסכנה חותה כי בכל רגע יש כמות מזערית שוברת היתוך. אבל כידוע לכולנו, כבר שישים שנה מדברים על הטכנולוגיות האלה ולא ממש התקדמו לשום מקום.
גם בפודקאסט 744265
(אני לא טוען שאנחנו קרובים היום לטכנולוגיות היתוך מעשית ובטוחה. אנחנו לא.)
גם בפודקאסט 744278
אני חושב שהמרצה לא נתן את המשקל הנכון לחלק חשוב מן הבעיות של אנרגיה גרעינית.
א. הוא לא התיחס בכלל לשאלת הסיכון. יתכן שאם מחשבים ומשערכים נכון את הסיכון הסטטיסטי, תחנות כוח פוסיליות יותר מסוכנות מכורים גרעינים, אבל מי רוצה לחיות ליד פצצה גרעינית מתקתקת, גם אם הסיכון של התפוצצות נמוך? ולא נאמר כלום על ההשפעה ארוכת הטווח של הנשורת הרדיואקטיבית.
ב. קשור לסעיף הקודם, היא העלות של פינוי תוצרי הלוואי. הטיפול במוצרי הביקוע הוא מסובך קשה ויקר. כורים מודרניים מסוג breeder, מייצרים הרבה פחות פסולת, אבל הם גם מייצרים פחות אנרגיה ליחידת נפח של הכור והם הרבה יותר מסוכנים (מייצרים פלוטוניום). וגם חתימת הזיהום התרמי של מים בכורים היא קשה במיוחד.
ג. בסוף ההרצאה הוא התיחס לבעיה העיקרית, הן מבחינה טכנולוגית והן מבחינה כלכלית. אין התכנות כלכלית להקמת כורים קטנים. כור לא יכול להיות כלכלי אם אינו מפיק לפחות 250 מגהואט ליום. לכן במדינות קטנות אין התכנות להפקת חשמל מכורים. יש חסם טכנולוגי בייצור כורים קטנים שיפיקו ביעילות ובבטיחות כמויות קטנות יותר של חשמל. ברגע שכורים כאלו יהיו בשלים, יפרץ המחסום העיקרי שהוא העובדה שכורים גרעיניים להפקת חשמל היום הם מפלצות ענק שהן גם מסוכנות מאד וגם דורשות כוח אדם רב, שטחים גדולים מאד, מאגר מי קרור ענקי ומערכת הסעות עובדים וקווי הפצת חשמל ארוכים ובזבזניים. גם המיגון של כורים קטנים יהיה חסכוני יותר ממפלצות הפלדה והבטון של הכורים בימינו.
בקיצור, אני ממש לא חושב שהחלטה להימנע מהקמת כורים להפקת חשמל היא איוולת. אני חושב שזהו צעד נבון למי שיכול להרשות זאת לעצמו.
נ ב. כורי היתוך ממש לא נראים באופק. הפלסמה בכורי היתוך התבררה כבלתי יציבה וקשה לראות איך ניתן לשלוט בה למשך זמן המאפשר הפקת אנרגיה רציפה. גם מתקני הלייזר שנועדו לדחוס פלט קטן של מים כבדים התגלו כבזבזניים ולא יציבים. גם כאן התברר שקשה מאד ליצור דחיסה סימטרית ויציבה לאורך זמן. אני יודע שיש טכניקות חדשות יותר, אבל נראה שאפאחת מהן לא ספקה תוצאות כאלו שהן בבחינת פריצת דרך בייצור אנרגיה מהיתוך.
גם בפודקאסט 744282
הטכנולוגיה שבפיתוח לכורים גרעיניים כיום (כבר ממומשת בכורים ניסיוניים) יכולה להשתמש בפסולת של כורים קיימים כדלק. כשהיא גומרת להשתמש באורניום, הפסולת פחות בעייתית מכיוון שמדובר על נפח קטן בהרבה ועל זמן מחצית חיים של מאות שנים ולא של עשרות אלפים. להבנתי, הם גם יכולים להיות קטנים יותר, לדוגמה: China Experimental Fast Reactor [Wikipedia].

נ.ב. יש התקדמויות טכנולוגיות שמאיימות ליצור היתוך גרעיני יעיל. כלומר: עוד 20 שנים ולא עוד 50 שנים. נדמה לי שדווקא לא מזמן הצליחו ליצור דחיסה מספיק סימטרית שהצליחה „להצית״ תגובת שרשרת (אבל עדיין לא החזירה את האנרגיה שהושקעה בה). יש גם חוקרים מהזרוע השנייה של המרוץ שטוענים שהמגנט החזק שהם פיתחו הוא פריצת הדרך שתאפשר היתוך גרעיני יעיל. יש להם 20 טסלות.
גם בפודקאסט 744283
גם למגנט וגם למהנדסים :)
גם בפודקאסט 744286
בעוד הקישור ההיתוכי הראשון שלך נשמע מעניין - ומבוצע במתקן חצי-תעשייתי בגודל שלושה מגרשי כדורגל, הקישור השני למעבדה קטנה באוניברסיטת MIT נשמע מרוחק עשרות שנים ממשהו שיכול לשמש טכנולוגיה בשלה.
גם בפודקאסט 744287
הם הכורים שכיניתי breeders. יתרונם העיקרי הוא שהם מייצרים מעט מאד פסולת. החסם העיקרי בפני השימוש בהם ביחס לכורים התרמיים הרגילים הוא שהם גדולים ויקרים יותר. פריצת הדרך אם תבוא, צריכה להיות בכיוון ההפוך של כורים קטנים יותר ומודולאריים.
לצרפת יש תוכנית מאד מסודרת של פיתוח כור היתוך. היא מזכירה לי את הבדיחה על בית הבושת בלי העובדות. זהו מכון מחקר ואני לא רואה שם שום סימן להפקה תעשייתית של חשמל מהיתוך. בקיצור, אני לא מאמין בכורי היתוך. יש שם איזשהו חסם טכנולוגי שאינו יכול להיות טריביאלי אם לא מצליחים להתגבר עליו אחרי מאמצים של עשרות שנים.
גם בפודקאסט 744288
מבלי להכנס לפרוט מדעי, התנאים בהם מתרחשת ''הצתה'' של היתוך (קריטריון לאוסון) הם מאד קיצוניים וכפי הנראה קשה מאד לקיים אותם לאורך הזמן הנדרש להפקה תעשייתית ורציפה של אנרגיה. לכן הפקה של פולסים קצרים של אנרגיה הודגמה כבר לפני עשרות שנים, אבל מכאן ועד לכור מסחרי הדרך עדיין ארוכה.
גם בפודקאסט 747357
יש עכשיו גל קטן של פרסומים על "פריצות דרך" בתחום ההיתוך הגרעיני. הידיעות מדברות על הצלחות שהיו בשנה האחרונה בארה"ב בליברמור (דחיסה ע"י לייזרים) ובאירופה ב-JET אוקספורד (מכונת TOKAMAK) בהצתת היתוך גרעיני. הידיעות בארץ מקורן בד"ר פומרנץ כלשהו. קשה לדעת אם מדובר באמת בפריצות דרך או סתם באבני דרך בתכנית הפיתוח (בכל זאת היו פירסומים מקוריים ב-Nature). בכל מקרה גם לפי המקורות הפקת חשמל מסחרית היא עדיין במרחק של כ-‏20 שנה. התכנית האירופית מבוססת על כור מחקר (מסוג TOKAMAK) במימדים תעשייתיים שהקמתו תסתיים בעוד 4-5 שנים ב-ITER צרפת.
הפלוס הוא שזה נשמע לי כמו שאני מתאר לעצמי התקדמות שיטתית בטכנולוגיה להבדיל מהפרזות עד כדי הונאות שלידתן בדיוני תקציב וגיוס מילגות ולא התקדמות אמיתית. גם המוסדות המעורבים הם מוסדות גדולים עם הרבה עבר בתחום ולא מכונים בפריפריה של הפריפריה. נכון שמדע בסיסי מתקדם בקפיצות דרך, אבל בתחום הספציפי הזה מדובר במחסומים טכנולוגיים (יציבות פלסמה, מיקוד לייזרים, טמפרטורות וצפיפויות קיצוניות) והללו בד"כ דורשים הרבה סבלנות עד שמושגת התקדמות.
צריך גם לזכור שהדיבורים על אנרגיה נקייה ובטוחה לא ממש מדוייקים. יש זיהום תרמי של מים, יש הרבה קרינה רדיואקטיבית בתהליך. יהיה לכורים הללו יתרון גדול בכך שאינם מכילים חומרים רדיואקטיבים ארוכי ימים, אבל אבדן שליטה על גוף פלסמה גדול ולוהט עשוי ליצור פיצוץ עם רדיוס נזק של פצצת נייטרונים.
גם בפודקאסט 747366
מעניין, לא ידעתי על זה. האם תוכל להרחיב על הקרינה הרדיואקטיבית שנפלטת מהיתוך מימן להליום?
גם בפודקאסט 747367
לא חסרה קרינה מהתהליך של היתוך גרעיני. התוצר העיקרי של היתוך מימן הוא גרעיני הליום מהירים או כמו שקוראים להם בדרך כלל, קרינת אלפא. כמו כן, במהלך ההיתוך מתפזרים הרבה פרוטונים ונייטרונים לכל הכיוונים. לקרינת פרוטונים אנחנו קוראים בדרך כלל רוח סולרית, אבל דווקא קרינת הנייטרונים היא היותר בעייתית כי יכולה לגרום לחומרים שבהם היא נבלעת להפוך לרדיואקטיביים. אבל כל אלה הם החלק הפחות בעייתי. החלק הבאמת בעייתי היא קרינת גמא, שמהווה חלק משמעותי מהאנרגיה שנוצרת בתהליך.
הניקיון שמיוחס להיתוך גרעיני הוא היעדרם היחסי של תוצרים רדיואקטיביים, בניגוד לביקוע גרעיני שתוצריו (הגרעינים שנוצרים מביקוע אטומי האורניום או הפלוטוניום) הם כמעט תמיד רדיואקטיבים.
גם בפודקאסט 747368
בהחלט מעניין, לא ידעתי שכמות משמעותית של פרוטונים ונייטרונים נפלטים בתהליך ההיתוך (למרות שבחכמה שבדיעבד זה נשמע לי די הגיוני בתנאי החום והלחץ הנדרשים).
האם ידוע מספיק על טכנולוגית ההיתוך העתידית כדי להשוות את פליטת הנייטרונים שלה (ליחידת הספק חשמלי או לכור בסדר גודל דומה) לזאת של כור ביקוע? אם היא זהה או פחותה, כיצד מתמודדים עם זה בכורים הקיימים?
(לתומי חשבתי שכששולפים את מוטות האורניום מהעופרת הנייטרונים הנפלטים מספיק מהירים כדי להגדיל את נפח הכדור התיאורטי שבתוכו הסתברות ״גבוהה מספיק״ לפגיעה בגרעין אטום מזדמן לרמה שבה הנזק הסביבתי המצטבר זניח)

___
אאמ״נ, הנזק של קרינת גמא, שהיא אלקטרומגנטית בלבד, מוגבל מאוד במרחק ולכן קשה לראות בזה סכנה ל״עיר הסמוכה״.
גם בפודקאסט 747369
אני ממש לא יודע הרבה על מאפייני ההיתוך והקרינה הנפלטת של כורי ההיתוך העתידיים. מה שאני יודע זה מה שקורה בשמש ובפצצות מימן.
כאמור, עיקר הזיהום מכורי ביקוע אלו תוצרי הביקוע של האורניום, שהם כמעט תמיד רדיואקטיביים. כשכור פועל עשרות שנים, גם המבנה הפנימי שלו הופך בהדרגה לרדיואקטיבי, אבל ממש לא באותן הרמות של שאריות הדלק. כשמדברים על תאונה בכור גרעיני, לא באמת חוששים מהקרינה שהוא עצמו פולט (שמהווה בעייה קשה למי שיצטרך לטפל בנזק ולחלץ את הנפגעים) אלא מהחומרים שהוא פולט לסביבה, ובעיקר מהחומרים שבני אדם (ובעלי חיים וצמחים) קולטים מהסביבה (למרבה המזל, רוב תוצרי הביקוע הם יסודות כבדים והחיים משום מה מעדיפים להשתמש בדרך כלל ביסודות קלים. החריג העיקרי הוא כידוע יוד, ולכן מספקים טבליות יוד לאנשים בסביבה של תאונה גרעינית על מנת לצמצם ככל שניתן את ספיגת היוד המסוכן).
קרינה חסרת מטען (גמא, נייטרונים) עוברת הרבה יותר טוב דרך חומר מאשר קרינה טעונה (אלפא, בטא, פרוטונים) ולכן טווח הפגיעה שלה גדול יותר, אבל כפי שציינת, קרינת גמא לא עוברת טוב דרך האטמוספירה ומתפזרת יחסית מהר (אם אני זוכר נכון, בגובה של 5,000 מטר הקרינה הקוסמית בערך כפולה מאשר בגובה פני הים, אז אפשר להניח ש-‏5 ק”מ של אוויר מספיקים כדי להגן מקרינת גמא). נייטרונים מהווים חלק משמעותי מתוצרי ההיתוך הגרעיני ומחזיקים בחלק גדול מהאנרגיה הנוצרת בתהליך. אני מניח שכור היתוך ינסה לתפוס כמה שיותר מהקרינה הנפלטת לא רק כאמצעי בטיחות אלא גם כדי להיות יעיל.

בשורה התחתונה, קרינה רדיואקטיבית היא לא באמת מה שמדאיג בכורים גרעיניים בין אם הם כורי ביקוע או כורי היתוך היפותטיים. הבעיה היא הפסולת שנוצרת בכור ועלולה להתפזר במקרה של תאונה, ובנקודה הזאת נראה שיש ייתרון משמעותי לכורי היתוך.
גם בפודקאסט 747370
תודה על התשובה!

___
אבל אם יורשה לי לנטפק קלות - להבדיל מהשמש, הגורם העיקרי לפיזור קרינת הגמא שתיפלט בכור ההיתוך שעוד לא הומצא אינו האוויר אלא המרחק (בריבוע).
___
יוסי, חובש קסדה וממתין לחוק וישנה.
גם בפודקאסט 747384
ונטפק: גם אם ההנחה שלך נכונה - "בגובה של 5,000 מטר הקרינה הקוסמית בערך כפולה מאשר בגובה פני הים", היא לא גוררת את המסקנה שלך ("אז אפשר להניח ש-‏5 ק”מ של אוויר מספיקים כדי להגן מקרינת גמא").

מה שאכן נגזר מההנחה הזו, זה שחמישה קילומטרים של אטמוספירה מקטינים את קרינת הגמא העוברת אותם בפקטור 2.

הכמות הנומינלית של קרינת גמא שמגיעה לקרקע, תלויה בכמות הקרינה הקוסמית שמגיעה אלינו, וזו מן הסתם נמוכה הרבה יותר מאשר הקרינה הנפלטת מפצצת מימן במרחק קילומטרים ספורים ממך. ולכן חמישה קילומטרים של אטמוספירה רחוקים מלהיות הגנה מספקת (לא שרדיוס נזק אפילו של חמישה קילומטר הוא אירוע זניח).
גם בפודקאסט 747387
על ניטפוקך אנטפק. בגובה של 5,000 מטר צפיפות האוויר היא כחצי מהצפיפות בגובה פני הים, לכן 5 ק”מ של אוויר בגובה פני הים מפזרים ובולעים הרבה יותר קרינה מאשר 5 ק”מ של עמוד אוויר אנכי.
במרחק של 5 ק”מ מפיצוץ של פצצת מימן הבעיה העיקרית היא הקרינה התרמית, אחרי זה גל ההדף ואם שרדת את שניהם, כנראה שלא היית חשוף במיוחד לקרינת הגמא שנפלטה.
גם בפודקאסט 747393
גם אם תיקח פקטור 0.75 על מה שאמרתי, הטיעון עדיין מחזיק.

ייתכן ולגבי פצצה גל ההדף מנצח, אבל אם אני לא טועה מה שהחל את הפתילון זו אפשרות תקלה בכור היתוך גרעיני וגורמי הסיכון האפשריים. במקרה הזה, כשאולי לא מגיעים לפיצוץ דמוי-פצצה, עדיין ייתכן שקרינת הגמא תהיה גורם סיכון משמעותי.
בעיקר מה שרציתי לומר זה שקרינת גמא, בניגוד לרוח הדברים בתגובתך, היא קרינה מזיקה מאד, גם בטווחי ההשפעה שלה (זו הקרינה הרדיואקטיבית שהטווח ועומק החדירה שלה לעצמים גדולים ביותר‏1) וגם בנזק שהיא מחוללת בתאי הגוף כאשר היא פוגעת.
עם זאת, וכנראה בניגוד לכורי ביקוע, אחרי גל קרינה שעשוי להתפשט ברגעי הדליפה, שאר תוצרי הריאקציה הגרעינית פחות רדיואקטיביים ומזיקים לטווח ארוך.

1 כל עוד אתה לא עשוי מעופרת.
גם בפודקאסט 747398
אני רק אנטפק עוד יותר, שקרינה קוסמית היא אוסף של חלקיקים אטומיים ולא קרינת גמא (פוטונים). מצד שני, גם קרינת גמא מגיעה מהחלל (או בצורה ישירה, או בצורה עקיפה, כתוצאה מהתנגשות של קרינה אטומית במולקולות באטמוספירה). בקיצור, המשפט "הקרינה הקוסמית בגובה 5 ק"מ כפולה מהקרינה בגובה פני הים" יכול להיות שהוא בכלל לא מתייחס לקרינת גמא. או שהוא מתייחס לערבוב של קרינת גמא וקרינות אחרות.
גם בפודקאסט 747402
אז רק לסיום, אזכיר כאן שהתפרצות קרני גאמה היא אחד האירועים המסוכנים ביותר ביקום הנצפה, עבור צורות חיים שייקלעו לטווח ההשפעה האסטרונומי שלו.
גם בפודקאסט 747410
אם כבר מנטפקים אז

1. דיברנו על כך בפתיל מתגובה 678816
2. צפרני החתול נקרא קלנדולה באנגלית ואילו המחזה הוא על Marigold שנקרא אצלנו טגטס.
גם בפודקאסט 747399
כל הזמן הפתיל הזה הזכיר לי משהו בירכתי מוחי, והערת הרגל שלך הקפיצה את זה קדימה לתודעה- החיבור של לארי ניבן Man of Steel- Woman of Kleenex
גם בפודקאסט 747416
אני רוצה להתחבר לרוח דבריו של הפונז ולומר שקרינת גמא מסוכנת. המשפט "קרינת גמא לא עוברת טוב דרך האטמוספירה" הוא מטעה בהשלכותיו.
ברצוני לשתף בכמה מחשבות שיש לי בנושא אך לפני כן תניית פטור (disclaimer) מתחייבת: הנושא של היתוך גרעיני הוא מן הנושאים שבהם לב הבעייה נעוץ בפרטים ולא בתמונה הכוללת. ולכן במקרים כאלו בפרט יש עדיפות גדולה מאד לדבריו של איש מקצוע ובר-סמכא על פני חובבים ומתעניינים ולכן הערותיי הן בנות תוקף רק כל עוד לא יוכחשו ע"י מי שמתמצא ממש בנושא.
א. הבעייה בהיתוך גרעיני אינה פיזיקלית-תאורטית. הפיזיקה של הנושא ידועה היטב ולידתה עוד במאמרים של הנס בתה בראשית המאה שעברה. חוליית הפרטים החסרים אולי בנושא זה היא שהיתוך (ואאז"ן גם ביקוע) גרעיניים אינם תהליך פשוט של מיזוג (ביקוע) של גרעיני אטום, אלא רצף של תגובות כימיות-גרעיניות שתוצאתם הסופית היא המיזוג (ביקוע) של גרעינים בנוסף לאוסף שלם של תוצרי ביניים וקרינות מכל הסוגים (רדיואקטיבית, נייטרונים ועוד חלקיקים קצרי חיים רבים). אאז"ן במודל השמש הסטנדרטי תהליך ההיתוך הגרעיני כולל לפחות 13 תגובות כימיות-גרעיניות שונות. בדרך שבסופה גרעיני מימן מתמזגים לגרעיני הליום האינרטיים (אדישים), משתתפים כל מיני גרעינים (דאוטריום, טריטיום וגרעינים כבדים יותר הנוטים ליצור מולקולות עם הגרעינים הללו) ונפלט אוסף שלם של נייטרונים, קרינות בתא וגמא, ניטרינואים ועוד חלקיקים אפילו עוד יותר אקזוטיים). לכן כור היתוך גרעיני עתידני בודאי יצריך הגנה מסיבית מפני קרינה רדיואקטיבית מתוכו. יתר על כן, מאחר והאנרגיות המעורבות בתהליך מיזוג יחיד גדולות מאלו של ביקוע, מן הסתם ההגנה תצטרך להיות מסיבית עוד יותר.
ב. בנקודה זאת אוסיף כי למיטב ידיעתי כורי ביקוע עטופים במטרים של עופרת ובטון מזויין להגנה מפני הקרינה, כך שלדבר על האטמוספירה כמגן בפני קרינת גמא זה לא ריאלי. יתר על כן, כל המסה של השמש לא כולאת את האנרגיה והקרינה (גם קרינת גמא) המופקת בלב השמש מהיתוך גרעיני.
ג. הבעיות שבפני כורי היתוך גרעיני הן בעיות טכנולוגיות ולא מדעיות. כדי שגרעיני אטום יתחילו להתמזג באופן ספונטני, נדרשים תנאים קיצוניים מאד המוגדרים ע"י Lawson criterion [Wikipedia]. בקיצור, הגרעינים צריכים להיות דחוסים או חמים מאד. כאשר הגרעינים קרובים מספיק הם מתחילים להתמזג באופן ספונטני ולייצר אנרגיה. הבעייה הטכנולוגית היא איך לשמור את הדלק צפוף מספיק כדי שתגובת השרשרת תמשך באופן ספונטני (הצתה). בתנאים הללו חומר הדלק אינו בתצורת אטומים ומולקולות אלא בתצורת פלסמה (האלקטרונים נפרדים מן האטום ויוצרים מסה טעונה חשמלית של גרעיני מימן (דאוטריום וטריטיום) ואלקטרונים). בשמש, הכבידה העצומה של מסת השמש יוצרת בלב השמש את התנאים הנדרשים. על פני כדוה"א עדיין אין טכנולוגיה שיודעת להחזיק את הפלסמה הלוהטת והבלתי-יציבה באופן צפוף ויציב להבדיל ממה שקורה בעת פיצוצה של פצצת מימן. צריך להזהר מכל מיני הצהרות של מדענים שוחרי פרסומים, מילגות ותקציבים (בנוסח "גם בישראל מנסים להגיע להיתוך גרעיני"). בבהירות: אין היום כור היתוך אופרטיבי ואפילו לא אבטיפוס שלו. למעשה, אנחנו אפילו לא קרובים לכך. נמשיך מנקודה זו בסוף התגובה, כאשר אכתוב מעט על ההישגים בשנה האחרונה.
ד. לגבי קרינת גמא יש קצת בילבול בהגדרתה. נהוג לחלק קרינה רדיואקטיבית לאלפא - גרעיני הליום, ביתא-אלקטרונים (ופוזיטרונים) וגמא-"פוטונים". המכשלה היא שקרני גמא הן בפועל חבילות של אנרגיה אלקטרו-מגנטית שאינן בהכרח בתחום של קרינת אור (פוטונים). כל עוד האנרגיה אינה גבוהה מספיק כדי להתאים לאנרגיות הנפלטות בתהליכים גרעיניים (1.24 MeV) לא מדובר בקרינת גמא אלא בקרינה א"מ אחרת (חום, אור, אולטרה-סגול, רנטגן). כלומר קרינת גמא אינה רק קרינה א"מ אלא היא קרינה בתדירות (אנרגיה) גבוהות מאד. וככל שהתדר גבוה יותר כך היא יותר חדירה. למעשה גם קירות בטון של מטרים וגם אטמוספירה של ק"מ-ים אינם מחסום מוחלט בפני קרינת גמא (זכרו את מאות הק"מ סביב צ'רנוביל שבהם נרשמה עלייה בקרינה הרדיואקטיבית.
ה. כפי שכתבו איזי והפונז, פקטור הלכלוך הנוסף שיש לכורי ביקוע הוא יצירת גרעינים רדיואקטיביים ארוכי חיים. החומרים הרדיואקטיביים הללו המהוים חלק מתוצרי כור הביקוע מהווים סכנה כפולה. בעת פעולה תקינה הם יוצרים בעייה של טמינת הפסולת הרדיואקטיבית הרעילה. בזמן תקלה או ח"ו פיצוץ כור הם יוצרים סביבו סביבה שבמשך עשרות ומאות שנים תהיה עשירה בקרינה רדיואקטיבית מסוכנת.
ה. אני רוצה להוסיף כאן התייחסות לחדשות על פריצות דרך בשנה האחרונה. כפי שהסברתי למעלה האתגר הטכנולוגי שמונע כרגע את קיומם של כורי היתוך הוא הצורך בטכנולוגיה שתאפשר להחזיק את הפלסמה הרותחת של מימנים, צפופה ויציבה מספיק כדי לאפשר הפקה רציפה של אנרגיה מן הכור. בשנות ה-‏70, כאשר הייתי תלמיד תיכון, דובר על שתי טכנולוגיות. אחת שפותחה בעיקר במעבדת ליברמור בקליפורניה של הפצצת טיפת דלק מימני ע"י מערך של עשרות לייזרים רבי עוצמה. השנייה שפתחו אותה בעיקר הרוסים, היתה של כליאת הפלסמה בתוך טורוס (טבעת מעגלית) ע"י שדות מגנטיים רבי עוצמה (TOKAMAK). דווח על התקדמות משמעותית בשני הכיוונים הללו (למעשה היום יש עוד כמה כיוונים שחלקם צאצאים של שתי השיטות). בליברמור הצליחו להשיג שיא של אנרגיה מופקת (1.3 מגה-ג'אול) בשיטה זו (השתמשו ב-‏192 לייזרים) ויותר מזה הצליחו בפעם הראשונה להדגים התחממות ספונטנית של קפסולת הדלק (כלומר הדלק הצליח לחמם עצמו לטמפרטורה גבוהה מזו שגרמה להצתה). באוקספורד, אנגליה הצליחו בשיטה המגנטית להפיק 59 מגה-ג'אול בפרץ של 5 שניות, מה שמהווה פריצת דרך בהספק אנרגיה (לשם איזון זה היה כשליש מן האנרגיה שנדרשה להצתת הפלסמה). מדובר כאן בפולסים של שניות בודדות שיצרו כמויות אנרגיה קטנות (שתוארו כ"כמות האנרגיה הדרושה להפעלת גלאי עשן). אני מצטט את הנתונים כדי להבהיר שמדובר במתקני מחקר הרחוקים מאד ממתקן כלכלי. האירופאים מבטיחים להקים ב-ITER צרפת כור מחקר במימדים מסחריים. חנוכת הכור מובטחת לעוד 4-5 שנים (הניסיון מלמד שבםועל זה יהיה יותר). מה מעודד בכל זאת? זה מזכיר את התהליך של פיתוח רכב אוטונומי. בשום נקודה לא היה רגע של פריצת דרך, אבל בתהליך של הרבה שנות מחקר הגענו ממצב של מדע בידיוני למכונית נוסעת ממשית. ההתקדמות בכל הכיוונים בתחום ההיתוך הגרעיני, מוכיחה שהרעיון לא שווק חיים ויש התקדמות בכל הכיוונים. לסיכום חשוב לציין שמי שמדבר על פיתרון לבעיית האנרגיה של האנושות מדבר על משהו שיקרה לכל הפחות בעוד 20 שנה. בתחרות בין הפקה תעשייתית של אנרגיה מהיתוך גרעיני לבין היתוך ספונטני של הציביליזציה האנושית בגלל התחממות גלובלית, כלל לא ברור מה יגיע ראשון.
גם בפודקאסט 747417
כמה הערות:
אין שום תהליכים כימיים ואין מולקולות בהיתוך גרעיני. בטמפרטורה של מיליוני מעלות החומר נמצא במצב צבירה של פלזמה, כלומר האלקטרונים לא קשורים לאטומים ואין שום אפשרות ליצירה של קשרים כימיים בכלל ושל מולקולות בפרט.
חוץ מקרינת אלפא, בטא וגמא יש גם קרינה רדיואקטיבית של פרוטונים ושל נייטרונים.
קרינת גמא היא תמיד פוטונים. ההבדל בין קרינת גמא ובין קרינת X (או קרינה על סגולה או כל קרינה אלקטרומגנטית אחרת) היא לא התדר (או אורך הגל), שכן יש תחום חפיפה בין שתיהן, אלא אופן ההיווצרות של הפוטונים: קרינת גמא נוצרת בתהליכים גרעיניים או מאיון של חומר ואנטי חומר בעוד שאר סוגי הקרינה האלקטרומגנטית נוצרים מאינטרקציה של אלקטרונים (עם אלקטרונים אחרים או עם גרעיני אטומים, אבל ללא שינוי בגרעינים עצמם).
העלייה בקרינת הרדיואקטיבית בסביבת צ’רנוביל היא כתוצאה מחומרים רדיואקטיבים שהתפזרו לסביבה ולא מקרינת גמא שנפלטה מהכור עצמו.
עובדתית, האטמוספירה שלנו עוצרת 100% מקרינת הגמא שנפלטת מהשמש ולמעשה מספיקים קילומטרים ספורים של אטמוספירה בגובה פני הים כדי לעצור 100% מקרינת הגמא שנוצרת בתהליכים גרעיניים.
מכל מלמדי הסכלתי 747422
למדתי כמה דברים ואלמלא הטון המתנצח והאובר-חוכמי גם יכלתי ליהנות מכך).
ראשית אני רואה שבלבלתי בין תהליכי היתוך בשמש לבין יצירת ניטרונואים בשמש. 13 הריאקציות הכימיות-גרעיניות שהזכרתי שייכים ליצירת נייטרינו בשמש. תהליך ההיתוך בשמש הוא תהליך פשוט - p-p chain. בתהליך הזה יש כמה שלבים וריאקציות, אך מעורבים בו רק גרעינים של מימן והליום.
זה מעניין מפני שזה מסביר מדוע השמש מצליחה להצית היתוך גרעיני המפיק אנרגיה עצומה אך בו בזמן לקיים בעירה ממושכת ויציבה לאורך מיליארדי שנים בעוד על פני כדוה"א אנו נאבקים על פולסים של שניות. גרעין השמש עשוי מפרוטונים (p שהם גרעיני מימן - H‏1). כאשר ממזגים שני p, בד"כ נוצר דיפרוטרון (‏2He). הללו אינם יציבים וברובם מתפרקים מיד בחזרה ל-‏2 מימנים. רק מיעוט מיזוגים מייצר דאוטרון (הגרעין של דאוטריום ‏2H). הללו בהמשך שרשרת ה p-p עשויים לייצר בסופו של דבר גרעיני הליום (‏4He) + רווח אנרגיה. קרינת הגמא הנוצרת בלב השמש בתהליך זה, אינה מוקרנת מן השמש אלא מומרת בתוך השמש לפוטונים אחרים (חום,אור, UV). קרינת הגמא מן השמש אינה מגיעה מלב השמש אלא משטח פניה. היא נוצרת מאינטראקציה בין סערות מגנטיות ע"פ השמש לבין קרינה קוסמית. בצורה כזו, בעירת השמש יציבה מפני שרוב המימן מתפרק בחזרה למימן בעוד רק החלק הקטן הופך להליום. בצורה כזו יקח 10 ביליון שנים עד שכל המימן בלב השמש יהפוך להליום).
ע"פ כדוה"א אנו מנסים לקצר את התהליך עבור ההיתוך והדלק להיתוך הוא כבר מראש תערובת של דאוטריום וטריטיום (‏3H). ככל שהדלק עשיר יותר בטריטיום כך הוא "דליק" יותר. הבעיה היא שטריטיום הוא איזוטופ מאד לא יציב ויוצר קרינת רדיואקטיבית חזקה. זה חלק מן ההסבר, מדוע כורי היתוך ייצרו קרינת גמא חזקה.
דבר נוסף שלא ידעתי, הוא שהיום יודעים לייצר קרינת-X כמעט בכל תדר, כך שהספקטרום של קרינת X כמעט מכסה לגמרי את התחום של קרינת גמא. לכן היה צורך לשנות את ההגדרה של התחומים והם מוגדרים היום לא ע"פ התדר אלא ע"פ מקורם (קרינת X - תהליכים אטומיים, קרינת גמא - תהליכים גרעיניים). בכל אופן כל מה שהתכוונתי להסביר היה שקרינת גמא היא מאד אנרגטית ולכן אין לתארה כסכנה שולית. בכל אופן תוצרים רדיואקטיביים הנוצרים בכור ביקוע לא אמורים באופן תקין לדלוף ממנו. ההגנה הכבדה שיש מסביב לכורים (בטון מזויין, עופרת, בריכת מים) נועדו בראש וראשונה כדי לעצור את קרינה רדיואקטיבית שמתוכה קרינת גמא היא החדירה ביותר.
דבר נוסף שלמדתי עכשיו הוא שכור היתוך ייצר פחות רדיואקטיביות פר יחידת אנרגיה מופקת מאשר כור ביקוע. הבעייה הגדולה והמפתיעה היא שכור כזה ייצר גם כמות לא זניחה של פסולת רדיואקטיבית (יסודות מסויימים שיימצאו במבנה של ליבת הכור יהפכו לרדיואקטיביים). היתרון הוא שמדובר בזמן מחצית חיים קצר ביחס לזה של כור ביקוע. החיסרון הוא שבתקופת הפעילות הקרינה תהיה חזקה יותר. כך שכל שאלת הבטיחות של הכורים האלו היא מבחינתי בצריך עיון.
גם בפודקאסט 747430
לפחות לפי <קישור Sunlight [Wikipedia] ויקיפדיה>, נראה שהשמש לא פולטת כמעט בכלל קרינת גמא כתוצאה מתהליכים גרעיניים (זו לא צולחת את הפלזמה של השמש עצמה), והמעט שהיא כן פולטת באורכי הגל האלה 0 מה שאתה עשוי לקרוא לו קרינת X - היא כתוצאה מSolar flares
"Although the Sun produces gamma rays as a result of the nuclear-fusion process, internal absorption and thermalization convert these super-high-energy photons to lower-energy photons before they reach the Sun's surface and are emitted out into space. As a result, the Sun does not emit gamma rays from this process, but it does emit gamma rays from solar flares."
גם בפודקאסט 747431
מעניין. אני זכרתי שהשמש כן פולטת קרינת גמא (בעוצמה נמוכה למדי), אבל כנראה שבאמת מדובר בקרינת X “קשה” מהעטרה שלה.
גם בפודקאסט 747432
כן. זה מה שכתבתי.
לגבי התדר של קרינת הגמא מן השמש ניסיתי להתבטא בעדינות ו"אפשרתי" לך ללכת לאיבוד.
מה שלמדתי זה שבגלל שהיום הפיזיקאים יודעים להפיק קרינת X גם בתדרים שבעבר השתייכו לתחום של קרינת גמא, ההבדל בין 2 סוגי הקרינה ניתן ע"י אופן ההיווצרות ולא התדר. בהרבה מובנים ההבדל הפך במקרה הטוב לעניין של טקסונומיה של מומחים מקצועיים. במקרה הרע זה פחות או יותר מלכודת שבה פיזיקאים "נודניקים" מפילים הדיוטות.
קרינת הגמא שנוצרת בתהליכים גרעיניים בתוך השמש לא יוצאת מן השמש. היא נבלעת ומומרת לתדרים (תחומים) אחרים בתוך השמש. הקרינה הישירה היחידה שמגיעה אלינו לכדוה"א מתהליך ההיתוך בלב השמש היא קרינת נייטרינו.
לעומת זאת, הרבה קרינה א"מ בכל התדרים נוצרת באטמוספירה של השמש בפרט במה שקרוי עטרת השמש (עוד משהו שנקרא קורונה). הקרינה הזו היא בכל התדרים וחלק ממנה גם בתדרים גבוהים המתוארים בד"כ כתחומים שונים של קרינת X, למרות שנוצרה בפלסמה. זו הקרינה שהאטמוספירה שלנו מסננת "כדי שנוכל לחיות".
המשימה של סיווג קרינה זו כ-X או גמא נראית לי טקסונומיה שחשיבותה לא ברורה לי. (אאל"ט ראיתי בויקי העברית שכאשר חלקיקי קרינה קוסמית שהם מלכתחילה בעלי אנרגיה גבוהה מאד מואצים עוד יותר ע"י השדה המגנטי בעטרת השמש, פיזור שלהם ע"י הפלסמה מצית תהליכים גרעיניים ואז מן הסתם הקרינה מתוארת כקרינת גמא).
גם בפודקאסט 744271
ההשקעה הגדולה היא מסיבות טכניות/לוגיסטית.
סכר זו טכנולוגיה עוד יותר פשוטה ועוד יותר וותיקה - זה בסך הכל קיר גדול.. אבל לפעמים להקים סכר יקר בהרבה מלהקים כור.
אני ממליץ לצפות בסרטון (ובסרטונים האחרים של אותו איש בעניין אנרגיה גרעינית).
גם בפודקאסט 744273
ראיתי את ההרצאה, בהחלט שווה צפייה.
והיא על הדרך מחזקת בסדר גודל את מה שאמרתי בתגובה 744166 - גם במובן הכלכלי, לסגור תחנת כח גרעינית זו ההחלטה המטומטמת ביותר שמישהו יכול לקחת.
גם בפודקאסט 744274
אם לא קראת עדיין את "מצעד האיוולת [ויקיפדיה]" אני ממליץ.
גם בפודקאסט 744285
דומני שהזכרתי אותו מפורשות בתגובה המקושרת מעליך, הלא כן?

חזרה לעמוד הראשי המאמר המלא

מערכת האייל הקורא אינה אחראית לתוכן תגובות שנכתבו בידי קוראים