הבעיה החדשה ביותר של פיוז'ן פאוור היא אנשים שמייצרים גרעינים בסתר
במיליארדי דולרים לְהַעֵז הוֹן ו מְדִינָה השקעות לאחרונה הושקעו במאמצים להפוך סוף סוף היתוך גרעיני למקור אנרגיה בר-קיימא – הימורים גדולים על כך שקפיצה עתידנית תגיע בקרוב, למרות עשרות שנים של תחזיות מוקדמות.
נותרו שפע של מכשולים, כמובן, מהנדסת מערכת שיכולה להכיל בבטחה את הכוח המילולי של שמש בוערת ועד להבטיח שמערכת כזו תהיה יציבה מספיק, באופן עקבי מספיק, לשימוש 24/7 כשירות אנרגיה. כעת, פיזיקאי חלקיקים בווירג'יניה טק ופיזיקאים מפרינסטון הוסיפו מכשול חדש למירוץ הזה לפיצוח היתוך: כיצד אנו מונעים משחקנים נוכלים להשתמש בחשאי במפעל ההיתוך שלהם כדי לאגור ארסנל גרעיני?
פטריק הובר מהמרכז לפיזיקת נייטרינו של VT ורוברט גולדסטון במעבדת הפיזיקה של פלזמה של פרינסטון איפסו את התוצאה הלא מכוונת הזו במיוחד למקרה של כורי היתוך דיוטריום-טריטיום (DT). DT שיטות הראו הבטחה גדולה בבדיקות ממשלת ארה"ב לאחרונה, כשהם מנצלים זרימה של חלקיקי נויטרונים אנרגטיים שנוצרו כאשר אספקת איזוטופי המימן שלו מתמזגים לאטומי הליום. אבל שטפי הנייטרונים המשמעותיים האלה, הובר וגולדסטון ציין"יכול לשמש לייצור סמוי של חומרים בקיעים."
"כאשר הוא מופעל במצב כזה, כור היתוך בקנה מידה ג'יגה-ואט יכול באופן עקרוני לייצר עשרות קילוגרמים של פלוטוניום או אורניום-233 בשבוע", חישבו החוקרים במחקר החדש שלהם, שפורסם ביום שלישי בכתב העת Physical Review Applied.
למרבה המזל, לחוקרים הללו ולמחבר השותף שלהם, חוקר האבטחה של פרינסטון, אלכסנדר גלייזר (גם הוא דוקטור לפיזיקה), יש פתרון: גלאי האנטי-נייטרינו, נגד התפשטות.
סורקים
תפיסת החוקרים נשענת על היסטוריית המעקב של הפיזיקאים אנטי-נייטרינוחלקיקי אנטי-חומר חמקמקים הנפלטים מכורים גרעיניים ומשתחררים במהלך תגובות הכוללות אורניום-238. מכשירים העוקבים אחר פליטת אנטי-נייטרינו – כמו פלסטיק ליתיום-6 אלה נצנצים שפותחו על ידי לורנס ליברמור המעבדה הלאומית – הבשילו לכדי מכשיר מובן למדי למחקר בפיסיקה גרעינית וחלקיקים.
התובנה המרכזית של הובר, גולדסטון וגלייזר היא שגלאי האנטי-נייטרינו הללו עשויים להוות כלי שימושי עבור מומחים לאי-הפצה האוכפים איסורים על נשק גרעיני, בין אם באמצעות אמנות בינלאומיות או כל דבר אחר.
השלישייה דימה את ההפצה והאנרגיות של אנטי-נייטרינו שישוחררו אם אורניום-238 יועשר בחשאי לפלוטוניום-239 בדרגת נשק כשהם מוסתרים בתוך כור היתוך DT המוציא 1,500 מגה וואט של כוח. למטרות אימות נוסף, הם הניחו שהאורניום הזה הוחבא ב"שמיכת הרבייה" של הכור, המדמה זן מלח מותך במקרה אחד עם ליתיום פלואוריד ובריליום פלואוריד שממחזר נויטרינו על ידי מתן אפשרות לחלקיקים אלה להפוך ליתיום לדלק היתוך נוסף (איזוטופ המימן טריטיום).
כדי לדגמן את כורי ההיתוך הדו-שימושיים הערמומיים ואת כורי קבוצת הביקורת הרגילים שלהם, החוקרים פנו לסימולטור שפותח במעבדה הלאומית של לוס אלמוס למשחק במגוון תרחישי קרינה.
החוקרים מצאו שגלאי אנטי-נויטרינו בגודל צנוע, בערך במשקל של שני פסנתרי כנף (2,204 פאונד או טון מטרי אחד), יספיק כדי להוציא יצור פלוטוניום-239 אסור. גלאי זה יכול להיות מוצב כ-82 רגל (25 מטר) ממרכז הכור.
המרחק הזה מרמז על נקודה מתוקה, ציינו החוקרים: "לא ניתן להגן על ניטרינו, לא ניתן לזייף את החתימות שלהם, וניתן לזהות אותם ממרחק, בין אם במקום ובין אם מחוץ לאתר, מה שמאפשר ניטור לא פולשני של פעולת הכור."
פשעי העתיד
הובר, גולדסטון וגלייזר מודים שאנחנו רחוקים הן מהבעיה הזו הקיימת בעולם האמיתי והן מהפעלת מערכת הגלאים שלהם בפועל. הפיזיקאים גם ציינו שהם רק גירדו את פני השטח של תוכניות העשרה גרעיניות ערמומיות שיכולות להחזיר את הדור השפיר של כוח היתוך.
הצוות ציין כי "יש ללמוד מגוון רחב יותר של עיצובי שמיכה" וכי "תרחישי ייצור סמויים נוספים יכולים גם לשקול את התוריום כחומר פורה, ובמקרה זה חתימת הביקוע תהיה חלשה יותר".
אולי חלק מבעלי ההון סיכון המתאמצים להשתלט על עתידנו המונע בהיתוך ירצו לממן עוד מחקרים כאלה לפני שאחד מיושבי הון סיכון הבלתי נסבלים שלהם יקבל פתאום את הפצצה.