ערב טוב,
הערב פרסמנו כתבה חדשה שעשויה לעניין חלק מן המשתתפים.

מדובר על קונספט שתחילתו עוד בראשית העשור לפיתוח מקור אנרגיה המבוסס על האיזוטופ של היסוד אמרקיום (Am) שמספרו 242 (Am-242). מדובר על איזוטופ רדיואקטיבי אשר בדומה לאורניום ופלוטוניום יכול לשמש כחומר בר ביקוע (Fission) אלא שלאמרקיום 242 יתרון משמעותי משום שהוא החומר הידוע היעיל ביותר לצרכי ביקוע (ניתן לעשות בו שימוש לתגובת שרשרת מבוקרת אפילו עם רדיד בן מיקרון אחד).

המחקר המקורי של פרופ' יגאל רונן מהפקולטה להנדסה באונ' בן גוריון התמקד בניסיון לבסס מנוע חלל מבוסס אמרקיום עבור חלליות העתיד למאדים והלאה. בשנים האחרונות עבד יגאל וצוותו על קונספט חדש אותו חשפו לפני זמן מה בפני חוקרים מ-NASA וגורמים אחרים. הרעיון של המחקר החדש הוא ליצור בפעם הראשונה בטריה גרעינית מבוססת אמרקיום. מדובר למעשה על סוללה (אשר על אופן פעולתה ניתן לקרוא עוד במאמר שלנו) שלא כוללת שום חלקים נעים (בניגוד לכור גרעיני למשל) ואשר מסוגלת לספק על פי החישובים 140KW של חשמל למשך זמן של כ-60 יום. השימוש המרכזי לו מייעדים רונן וצוותו את הסוללה בשלב זה הוא לתחנת החלל הבינלאומית כתחליף או גיבוי ללוחות הסולאריים שהם בלתי יעילים במידה רבה, קשים לתחזוקה ופגיעים לנזקי חלל למניהם.

שתי הבעיות המרכזיות כרגע הן משקל הסוללה - כ-10 טון (משקל לא קטן אך כזה המאפשר נשיאה על ידי המעבורת) וייצור האמרקיום 242 שהוא יקר מאד בשלב זה (פרטים על כך במאמר).

מה לכל זה ולצו"ב?
בהנחה שתחנת החלל הבינלאומית איננה קשורה בעצמה לצו"ב (אם אנו מתעלמים מתיאוריות קונספירציה למניהן) אילו שימושים אחרים יכולים להיות לסוללה מסוג זה?
1. אם יצליחו רונן וצוותו להוריד ממשקל הסוללה באופן משמעותי מבלי להוריד מכמות האנרגיה שהיא מפיקה אפשר וניתן יהיה להישתמש בה כמקור כוח ללווינים גדולים (לווינים צבאיים למניהם).
2. ניסוי מחשבתי מעניין הוא לבחון האם שימוש במספר סוללות אמרקיום יכול להניע למשל צוללת קטנה דוגמת הדולפין. מנוע הדולפין מספק 2-3MW של חשמל (אא"ט) לפיכך יהיה צורך בכמות גדולה של סוללות 20-30 שישקלו הרבה מאד ולא יהיו כדאיות ככל הנראה. מצד שני אם יצליחו לצמצם את משקלן הן יכולות לשמל כאמצעי יעיל מאד התופס מעט מאד מקום וקל יחסית לתחזוקה (ניתן לתדלק את הבטריה על ידי החלפת ליבת האמרקיום בחדשה השוקלת מספר קילוגרמים בלבד.

ניתן לחשוב גם על כיוונים אחרים כמו הנעת ספינות או מקור כוח בשטח עבור מפקדות.

לכתבה.

מקווה להמשך דיון פורה.
עידו

עידו גנוט, מייסד ועורך ראשי
MegaPixel - אתר הצילום הישראלי
עמוד הפייסבוק שלנו.
www.MegaPixel.co.il
http://lensvid.com/ - אתר סרטוני הוידאו לצלמים

השאלה היא כמה זמן ייקח להם להקטין את הסוללה. למרות שיש להם יתרון גדול ביותר, המשך הפיתוח של אנטי- חומר יביא למהפכה של ממש בתפיסת האנרגיה שלנו ויהפוך את הסוללה הזאת לחסרת תועלת.

הסוללה הזאת היא כבר צמצום של קונספט קודם שהיה כבד יותר ופחות יעיל.

אגב רק לשם הבהרה אין סוללה כזאת בפועל מדובר על מחקר - למרות שמלבד ייצור האמרקיום לא אמורה להיות בעיה משמעותית ליצור אותה.

בקשר לאנטי חומר - כפי שכתבתי בשרשור אחר בעניין - קצת סבלנות לא שכחנו וגם הכתבה הזאת תגיע (אני אגב מסכים שהיא אף יותר מעניינת אבל מדובר על משהו שייקח עוד לא מעט זמן ובנתיים צריך לבדוק גם כיוונים אחרים כמו זה).

עידו גנוט, מייסד ועורך ראשי
MegaPixel - אתר הצילום הישראלי
עמוד הפייסבוק שלנו.
www.MegaPixel.co.il
http://lensvid.com/ - אתר סרטוני הוידאו לצלמים

בזה אני מסכים איתך אז כדי לשמור על הנושא, אם הם עושים שימוש בחומר גרעיני לא קיימת סכנה שתקרה תקלה והסוללה תתפוצץ ביחד עם מה שהיא מפעילה?

אם אתה מדבר על פיצוץ גרעיני אז לא למיטב ידיעתי. ככל שאני יודע (ושווה לבדוק זאת שוב) המסה הקריטית של אמרקיום 241 (לא 242) היא כ-60 קילוגרמים - הרבה יותר מאורניום ובוודאי מפלוטוניום (סביב 10 ק"ג). אין סיבה לחשוב שהבטריה תתפוצץ מעצמה (יש בה פחות מ-10 קילוגרם אמרקיום).

עידו גנוט, מייסד ועורך ראשי
MegaPixel - אתר הצילום הישראלי
עמוד הפייסבוק שלנו.
www.MegaPixel.co.il
http://lensvid.com/ - אתר סרטוני הוידאו לצלמים

ציטוט:

שלאמרקיום 242 יתרון משמעותי משום שהוא החומר הידוע היעיל ביותר לצרכי ביקוע (ניתן לעשות בו שימוש לתגובת שרשרת מבוקרת אפילו עם רדיד בן מיקרון אחד).

ציטוט:

ניתן לתדלק את הבטריה על ידי החלפת ליבת האמרקיום בחדשה השוקלת מספר קילוגרמים בלבד

אם ניתן לעבד רדידי חומר בני מיקרון אחד (עם כי לא כתבת מה גודלם/משקלם) הרי שלמרות שהמערכת שוקלת כרגע 10 טון היא כדאית גם כיום מפני שאחרי ששילמת את ה"מס" במחיר 10 טון מיכולת הנשיאה שלך- אתה מרוויח כמויות גדולות וקלות לאחסנה של חומר דלק.

תוכל לבאר את מושגי היעילות שאתה מדבר עליהם (למשל להשוות לדברים מוכרים)?

אין מקום רחוק מידי.

אתה צודק לחלוטין וזהו באמת אחד היתרונות המרכזיים שציין בפני פרופ' רונן. כל מה שתצטרך זה בטריה גדולה וכמה "ליבות" במשקל קילוגרמים בודדים שיאפשרו תדלוק קל ופשוט. השאלה שאין לי עליה תשובה היא מה אורך חיי המדף של הליבה...

בקשר ליעילות האמת שגם אני מתקשה להבין בדיוק למה התכוון רונן - יש כמה אפשרויות:
1. הכמות הדרושה לתהליך של הפקת אנרגיה היא הקטנה ביותר מכל החומרים המוכרים המקבילים.
או ש:
2. ניתן להפיק מכמות קטנה של אמרקיום כמות גדולה יותר של אנרגיה מכל חומר אחר.
יכול להיות שיש הסבר אחר שאני מפספס אבל אילו נראות לי שתי אפשרויות סבירות.

הערה - מסתבר שאמרקיום 242 דווקא בעל מסה קריטית נמוכה משמעותית מ241 הנפוץ יותר (סביב 9-14 ק"ג - די דומה לפלוטוניום) בכל מקרה בבטריה יש אא"ט כ-5 ק"ג כך שהעניין עדיין בטוח למדי.

עידו גנוט, מייסד ועורך ראשי
MegaPixel - אתר הצילום הישראלי
עמוד הפייסבוק שלנו.
www.MegaPixel.co.il
http://lensvid.com/ - אתר סרטוני הוידאו לצלמים

מה הסיכויים להתפתחות ביקוע כמו בפיצוץ גרעיני בכורים אטומיים המשמשים כמנועים לחלליות/צוללות? הרי כל האמצעים לביקוע מהיר כזה מצויים שם לא?

אין מקום רחוק מידי.

אתה מתכוון לזה שהמנוע יתפוצץ פתאום?

תהפוך לפתע לבלתי מבוקרת

אין מקום רחוק מידי.

להתפוצצות של הכור. אמצעי הבקרה ייכשלו, הליבה תומס וכל מי שנמצא בצוללת יהפוך לגוויה רווית קרינה

למיטב הבנתי עניתי על זה כבר למעלה.
לביקוע דרושה מסה קריטית שהיא גדולה כמעט פי שתיים מזו המצויה בבטריה המוצעת.

עידו גנוט, מייסד ועורך ראשי
MegaPixel - אתר הצילום הישראלי
עמוד הפייסבוק שלנו.
www.MegaPixel.co.il
http://lensvid.com/ - אתר סרטוני הוידאו לצלמים

אני שואל באופן כללי כיצד ניתן להבטיח מניעה מוחלטת של פיצוץ גרעיני במנועים המפיקים אנרגיה כזאת. אם יש לך קישור (עדיף בעברית בגלל שלל המונחים המקצועיים) זה יהיה נהדר.

אין מקום רחוק מידי.

כאן אמור להיות המידע שאתה מחפש:http://pedia.walla.co.il/?w=/%D7%9B...9%D7%A 0%D7%99

אני לא בטוח שזה יענה לך על השאלה אבל הינה נקודה טובה להתחלה (לך הלאה גם עם הקישורים למטה).

עידו גנוט, מייסד ועורך ראשי
MegaPixel - אתר הצילום הישראלי
עמוד הפייסבוק שלנו.
www.MegaPixel.co.il
http://lensvid.com/ - אתר סרטוני הוידאו לצלמים

בסוללה הזאת ההתפרקות הגרעינית יוצרת חלקיקים בעלי מטענים חשמליים מנוגדים. אם הבנתי נכון, הגאומטריה של הבטריה, כלומר השכבה הדקיקה של האמריקיום (שמספרו אגב 95 ולא כפי שנכתב בטעות) מאפשרת הפרדה יעילה של המטענים. הפרדת המטענים היא המפתח לייצור זרם חשמלי. בתאים סולאריים פוגע אור (פוטונים) במוליך למחצה ו"משחרר" אלקטרונים (טעונים שלילית) ויוצר חורים (טעונים חיובית). אם השניים לא מופרדים ביעילות זה מזה הם פשוט יחזרו זה לזה מבלי שנוכל לנצל את האנרגיה. הפרדת המטענים היא הבעיה הגדולה של הטכנולוגיה הסולארית (יצירת המטענים היא פחות מורכבת) ובגללה היעילות של תאים כאלה היא עדיין נמוכה יחסית. אבל המדע והטכנולוגיה בתחום מתקדמים יפה, וקשה לי להאמין שהטכנולוגיה הגרעינית הזאת תוכל להתחרות באנרגיה הסולארית מבחינת עלות.

אגב, כמו בהרבה מקרים, אנחנו מנסים לחקות את הטבע. הפוטוסינתזה - תהליך שבו אנרגית אור הופכת לאנרגיה כימית - כוללת מנגנון הפרדת מטענים חשמליים יעיל מאד ומורכב מאד.

האיזוטופ שבו מדובר מספרו 242 ולא 95.

סמוך בבקשה על פרופ' יגאל רונן (שגם קרא את המאמר) שהוא יודע על מה הוא עובד.

עידו גנוט, מייסד ועורך ראשי
MegaPixel - אתר הצילום הישראלי
עמוד הפייסבוק שלנו.
www.MegaPixel.co.il
http://lensvid.com/ - אתר סרטוני הוידאו לצלמים

בהודעתך המקורית כתבת האיזוטופ של היסוד אמריקיום שמספרו 242. התכוונתי לכך שמספרו האטומי של אמריקיום הוא 95. 242 מתייחס כמובן למספר המסה של האיזוטופ הספציפי. נהוג לאמר איזוטופ 242 של אמריקיום, או אמריקיום-242, אבל כשכתבת איזוטופ של יסוד שמספרו כך וכך יצרת דו משמעות אצלי לפחות (שלא מופיעה במאמר עצמו). על כל פנים, זה כמובן שולי והנושא עצמו מעניין.

מ... אוקיי. אני לא התכוונתי למספר האטומי. בכל מקרה העיקר ששנינו מבינים למה הכוונה.

עידו גנוט, מייסד ועורך ראשי
MegaPixel - אתר הצילום הישראלי
עמוד הפייסבוק שלנו.
www.MegaPixel.co.il
http://lensvid.com/ - אתר סרטוני הוידאו לצלמים

שזה יחסית הרבה , לכן גם זמן מחצית החיים של הייסוד הוא מאוד גדול.
"מה אורך חיי המדף של הליבה" אני חושב שהמדף עצמו יצא מכלל שימוש לפני האמרקיום

תיקנתי את עצמי. לאמרקיום 241 דרושה מסה קריטית של 60 ק"ג ל-242 בין 9-14 - די דומה לפלוטוניום.

אגב יכול להיות שקצת מוקדם בבוקר אבל מה הקשר בין המסה הקריטית ל"זמן המדף" (שעומד אני מאמין בקורלציה לזמן מחצית החיים).

עידו גנוט, מייסד ועורך ראשי
MegaPixel - אתר הצילום הישראלי
עמוד הפייסבוק שלנו.
www.MegaPixel.co.il
http://lensvid.com/ - אתר סרטוני הוידאו לצלמים

מתוך טבלה מחזורית משודרגת
לאמריקום 241 יש זמן מחצית חיים של 432 שנים.
לפלוטוניום 238 , 87.75 שנים ושאר האיזוטופים בעלי זמן מחצית חיים של אלפי שנים.

ככל שזמן מחצית החיים קטן יותר ככה היש י יותר התפרקויות ספונטניות והחומר הוא יותר רדיוקטיבי.
אם החומר מתפרק יותר מהר אז הזמן המדף שלו נמוך יותר כמובן.
לדוגמא : בשביל שחצי מהאמריקום 241 ישאר במצב המקורי וחצי יתפרק צריך 432 שנה, 50% ישאר.
אני חושב שפה מדובר על מספיק זמן....
ואם לאמריקום 242 יש מסה הקריטית של 9-14 קילו אז אני מניח שיש לו גם זמן מחצית חיים דומה לפלוטונים 238 (עם מדובר על האיזוטופ הזה בכלל) כלומר 87.75 שנים.
כמו שאתה מבין זה גם מספיק זמן.

חומר בעל זמן מחצית חיים מאוד גדול כבר כימעט ייציב , כלומר לא מתפרק.

לפי החישוב הזה גם חומרים עם זמן מחצית חיים של כמה שנים אמורים להספיק.


בכל מקרה כיום ייצור אמרקיום 242 בכמויות הוא עניין יקר מאד - זאת לדעתי הבעיה המרכזית שיש לפתור בנושא.

עידו גנוט, מייסד ועורך ראשי
MegaPixel - אתר הצילום הישראלי
עמוד הפייסבוק שלנו.
www.MegaPixel.co.il
http://lensvid.com/ - אתר סרטוני הוידאו לצלמים

למשל לפלוטוניום 239 זמן מחצית חיים של 24000 שנה ומסה קריטית של 10 ק"ג ולפלוטוניום 238 מסה קריטית דומה וזמן מחצית חיים של 90 שנה בערך.

אכן. זאת הסיבה שגם אני קצת נרתעתי מלהתייחס לכך.

מה שכן כאמור נראה שיש קשר בין מה שניתן לכנות "זמן מדף" לבין זמן מחצית חיים של חומר נתון.

עידו גנוט, מייסד ועורך ראשי
MegaPixel - אתר הצילום הישראלי
עמוד הפייסבוק שלנו.
www.MegaPixel.co.il
http://lensvid.com/ - אתר סרטוני הוידאו לצלמים

אבל היא מענינת אותי מאוד:מה ההשפעה הסביבתית של הבטריה הזאת?כלומר מבחינת זיהום היא פחות או יותר מזהמת מדלקים שקיימים כיום?

אמרקיום 242 הוא רדיואקטיבי כמו אורניום ופלוטוניום. הטיפול בו והזהירות הנדרשת דומות לאלו של חומרים רדיואקטיביים אחרים. בעיקרון עם עוטפים את האמרקיום בחומר מגן מספיק לא אמורה להיות בעיה.

עידו גנוט, מייסד ועורך ראשי
MegaPixel - אתר הצילום הישראלי
עמוד הפייסבוק שלנו.
www.MegaPixel.co.il
http://lensvid.com/ - אתר סרטוני הוידאו לצלמים

זאת אומרת שהוא מגיע מתישהו למיצוי ואז הוא הופך לפסולת גרעינית דבר שמאוד יכול להשפיע על היעילות שלו בגלל שעם אורך חיים קצר וייצור פסולת יחשבו פעמיים לפני שישימו דבר כזה על חללית.

אני לא חושב שזה שיקול - הליבה שוקלת קילוגרמים ספורים בלבד - לא מדובר בטונות של פסולת.

עידו גנוט, מייסד ועורך ראשי
MegaPixel - אתר הצילום הישראלי
עמוד הפייסבוק שלנו.
www.MegaPixel.co.il
http://lensvid.com/ - אתר סרטוני הוידאו לצלמים

כן, אבל בכל פעם הם יצתרכו לפנות את זה ופסולת בחלל יכולה לחזור בחזרה במהירויות גבוהות

אין בעיה כזאת של מקום בתחנת החלל (מדובר על ליבות קטנות מאד - כמה סמ' כל אחת). במקרה הגרוע ביותר ניתן להשליכן לכדור הארץ והן ישרפו באטמוספירה. במקרה הסביר יותר הן יוחזרו עם חלליות האספקה.

עידו גנוט, מייסד ועורך ראשי
MegaPixel - אתר הצילום הישראלי
עמוד הפייסבוק שלנו.
www.MegaPixel.co.il
http://lensvid.com/ - אתר סרטוני הוידאו לצלמים

בעיה להיפטר מהפסולת הרדיואקטיבית בחלל? אני בעד איכות הסביבה אבל בכל זאת.. מה הבעיה לזרוק את זה לחלל? למה להחזיר את זה לכדה"א?

אין מקום רחוק מידי.

הייצור של האמרקיום 242 הוא יקר מאד כיום. אינני בטוח אבל אפשר וניתן למחזר את החומר ואז כדאי להחזירו ארצה.

עידו גנוט, מייסד ועורך ראשי
MegaPixel - אתר הצילום הישראלי
עמוד הפייסבוק שלנו.
www.MegaPixel.co.il
http://lensvid.com/ - אתר סרטוני הוידאו לצלמים

קיימת אפשרות שכאשר אתה תזרוק את הפסולת הזאת היא תקבל תאוצה ואז יכולה לחזור ולפגוע בחללית.

תיאורתית אם יוזילו את הייצור של הבטריות האלו יהיה אפשר להקים תחנות כוח מבוססות אמרקיום באזורים עניים של העולם ללא הסתכנות בזה שהחומר יהפוך לנשק גרעיני

אין לי הרבה מה לרשום אבל בהצלחה למחקר.

שאלה קצת שונה מה בנוגע לכורי התכה.(כמו פצצות מימן אבל מבוקר)

Minolta Dynax 5D

הסברתי כבר בשרשור אחר כי כורי היתוך נמצאים כיום בפיתוח. ITER שהוא הפרויקט הבינלאומי השני בגודלו אחרי תחנת החלל צפוי להתחיל לפעול לפני תום העשור הבא (בצרפת אם אני לא טועה). אלא שגם כור היתוך זה (יש כמה כורים קיימים בעולם כבר כיום) יהיה עדיין מוגדר ככור מחקר ולא כור לייצור חשמל (למרות שהוא יעבור סוף סוף את מחסום נקודת השוויון - קרי צריכת חשמל השווה לייצור).

התחזיות מדברות על כורים מסחריים לא לפני אמצע שנות ה-20 לכל המוקדם ויש הטוענים שגם עשרים שנה מאוחר יותר לא נראה כורים כאלו - ימים יגידו.

בקשר לחוות של כורי אמרקיום - לא יודע כיום זה לא נראה כדאי ואני גם לא בטוח שלא ניתן להסב את החומר לייצור נשק גרעיני - למרות שמורכבות הייצור בוודאי לא הופכת אותו לחומר אידאלי למטרה זו.

אגב מי שמתעניין בטכנולוגיות חלל מוזמן לקרוא את הכתבה שפרסמנו היום בנושא העתיד של תיירות החלל והשיגור של דגם מלון החלל הראשון שבוצע לפני מספר שבועות באמצעות טיל Dnepr (פשוט SS-18 מוסב).


[התמונה הבאה מגיעה מקישור שלא מתחיל ב https ולכן לא הוטמעה בדף כדי לשמור על https תקין: http://www.tfot.info/images/stories/a_room_with_a_view_of_mars_please/Dnepr-rocket-launch.jpg]

תמונה של השיגור.

עידו גנוט, מייסד ועורך ראשי
MegaPixel - אתר הצילום הישראלי
עמוד הפייסבוק שלנו.
www.MegaPixel.co.il
http://lensvid.com/ - אתר סרטוני הוידאו לצלמים