אחד הניסויים השאפתניים ביותר בתחום האנרגיה מתקדם שלב נוסף: בדרום צרפת הותקן הסולנואיד המרכזי של פרויקט ITER – מגנט מוליך-על עצום שנועד לסייע למדענים בניסיון לייצר ולשלוט בהיתוך גרעיני. המגנט, שמשקלו כ-1,000 טונות וגובהו כ־18 מטרים, מסוגל להגיע לשדה מגנטי של 13 טסלה, בערך פי 280 אלף מהשדה המגנטי של כדור הארץ. הכוחות שהוא מייצר כה גדולים עד שהם מתוארים כמספיקים להרמת נושאת מטוסים, אך המטרה האמיתית שאפתנית בהרבה: לבדוק האם ניתן לרתום על פני כדור הארץ את התהליך שמייצר את האנרגיה של השמש.
הרעיון שעומד מאחורי הפרויקט נשמע מסובך, אבל העיקרון פשוט יחסית. השמש מייצרת את האנרגיה שלה באמצעות תהליך המכונה היתוך גרעיני. בתהליך הזה גרעינים קטנים של אטומים מתחברים זה לזה, ובמהלך החיבור משתחררת כמות עצומה של אנרגיה. מדענים מנסים כבר עשרות שנים להבין כיצד לבצע תהליך דומה בצורה מבוקרת על פני כדור הארץ, כך שבעתיד יהיה ניתן להשתמש באנרגיה המשתחררת ממנו לייצור חשמל.
אלא שכדי לגרום להיתוך להתרחש צריך ליצור תנאים קיצוניים. החומר מחומם לטמפרטורות של מיליוני מעלות והופך לפלזמה – מעין גז לוהט וטעון חשמלית. אי אפשר להחזיק חומר כזה בתוך מכל רגיל, ולכן נדרשים שדות מגנטיים חזקים במיוחד כדי לשלוט בתנועתו ולהרחיק אותו מדפנות המתקן.
הסולנואיד המרכזי הוא אחד המרכיבים החשובים במערכת של ITER. הוא מסייע ליצור זרם חשמלי בתוך הפלזמה ולשלוט בה בזמן שהיא נמצאת בתוך מתקן גדול בצורת טבעת המכונה טוקמאק. במילים פשוטות, המגנטים משמשים מעין "כלוב" בלתי נראה שמאפשר למדענים לשלוט בחומר הלוהט מבלי שהוא יבוא במגע ישיר עם דפנות התא.
לשם כך נדרשת עוצמה חריגה. הסולנואיד מסוגל לייצר שדה מגנטי של 13 טסלה – בערך פי 280 אלף מהשדה המגנטי הטבעי של כדור הארץ. גובהו כ-18 מטרים ומשקלו כ-1,000 טונות, והמודולים שמהם הוא מורכב שוקלים כל אחד בערך כמו מטוס נוסעים מסחרי. למרות הממדים העצומים, הרכבת המערכת דורשת דיוק של מילימטרים.
ה-ITER אינו תחנת כוח, אלא מתקן ניסויי שנועד לבדוק האם אפשר ליצור ולשלוט בהיתוך גרעיני בקנה מידה גדול. גם אם הניסוי יצליח, הוא לא יתחיל להזרים חשמל לבתים. המטרה היא לצבור את הידע והניסיון שיאפשרו בעתיד לבנות מתקנים שיוכלו להפוך את ההיתוך למקור אנרגיה מעשי.
וזה גם האתגר הגדול של התחום. מדענים כבר יודעים ליצור תגובות היתוך בתנאי מעבדה, אבל הדרך בין ניסוי מדעי לבין תחנת כוח יציבה, יעילה וכלכלית עדיין ארוכה. צריך להצליח לשמור על התנאים הקיצוניים לאורך זמן, לשלוט בפלזמה ולהפוך את האנרגיה שנוצרת למערכת שתוכל לעבוד באופן רציף.
הסיבה שהעולם כך כך מושקע בנושא נטועה בהבטחה העצומה שטמונה בהיתוך. כיום חלק גדול מצריכת האנרגיה העולמית עדיין נשען על פחם, נפט וגז. אם בעתיד ניתן יהיה להשתמש בהיתוך גרעיני בצורה מסחרית, הוא עשוי לספק כמויות גדולות מאוד של אנרגיה בלי לשרוף דלקים מאובנים.
היתוך שונה גם מהביקוע הגרעיני שבו משתמשות תחנות הכוח הגרעיניות הקיימות. בביקוע מפצלים גרעינים כבדים כדי לשחרר אנרגיה, ואילו בהיתוך מחברים גרעינים קלים. היתוך אינו מייצר את אותה פסולת רדיואקטיבית ארוכת־חיים שמאפיינת כורי ביקוע, אם כי גם בו קיימים אתגרים הקשורים לקרינה ולחומרים רדיואקטיביים.
גם בניית המגנט ממחישה את גודלו של המאמץ. חלקיו יוצרו בארצות הברית על ידי General Atomics ולאחר מכן הועברו לאתר ITER בדרום צרפת. הפרויקט כולו הוא שיתוף פעולה בינלאומי שבו משתתפות 35 מדינות, וכל אחת מהן תורמת חלק מהטכנולוגיה והמערכות הדרושות לבניית המתקן.
במקביל, ITER אינו הניסיון היחיד לפצח את ההיתוך הגרעיני. בגרמניה פועל Wendelstein 7-X, המבוסס על תכנון שונה המכונה סטלרטור, וגם סין משקיעה משאבים רבים בפיתוח מערכות היתוך ומגנטים מתקדמים. בשנים האחרונות נרשמו התפתחויות גם בשיטה אחרת, המכונה היתוך אינרציאלי.
הדרך מתחנת ניסוי ענקית בדרום צרפת לתחנות כוח שמספקות חשמל לערים שלמות היא ארוכה, והחוקרים עדיין צריכים לפתור שורה של בעיות מדעיות, הנדסיות וכלכליות. לכן אין משמעות התקנת המגנט שהעולם נמצא רגע לפני מעבר לאנרגיית היתוך.
אבל אם ITER והפרויקטים שיבואו בעקבותיו יצליחו להוכיח שאפשר להפוך היתוך גרעיני לטכנולוגיה מעשית, ההשלכות עשויות להיות עצומות. מקור אנרגיה כזה יכול בעתיד להפחית את התלות בדלקים מאובנים ולשנות באופן משמעותי את הדרך שבה האנושות מייצרת חשמל.
זו הסיבה שעולם האנרגיה עוקב אחר הענק המגנטי שנבנה בצרפת. הוא אמנם מסוגל לייצר כוחות אדירים, אבל המבחן האמיתי שלו אינו כמה משקל הוא יכול "להרים" – אלא האם הוא יוכל לסייע לאנושות ללמוד כיצד לרתום את אותו תהליך שמאיר את השמש.
