ההישג הגרעיני הגדול של איראן ביצירת גבישים חשמליים

מבין מאות הפרויקטים של ארגון האנרגיה האטומית, שלא פרסמו בתקשורת, יש טכנולוגיית גידול גבישים חשמליים, וזו נחשבת לאחד ההישגים האסטרטגיים של איראן בתחום הטכנולוגיות המתקדמות; הישג תשתיתי בתעשיות הביטחון, התקשורת, הלייזר, ההדמיה הרפואית והאופטו־אלקטרוניקה.

פיתוח ולוקליזציה של טכנולוגיית תנור גידול "גביש חשמלי" במדינה, כאחת התשתיות החיוניות בתחום מדעי החומרים וטכנולוגיות ההגנה, השלום והגרעין המודרניות, זכו לתשומת לב רבה במכון האיראני למדעי הגרעין והטכנולוגיות. מומחים מאמינים כי הגישה לטכנולוגיה זו היא נקודת משען של תעשיות מתקדמות רבות בעולם וממלאת תפקיד מהותי בתחומים חיוניים כמו תעופה וחלל, רפואה גרעינית, מערכות מכ"ם ואופטו־אלקטרוניקה.

חשיבותם של חומרים גבישיים בפיתוח המדע והטכנולוגיה העולמיים

כיום, מדע והנדסת גבישים (קריסטלוגרפיה) מוכרים כאחד הענפים החשובים ביותר של מדע וטכנולוגיה בסיסיים. ההתקדמות בתחום החומרים הגבישיים הובילה לפיתוח רכיבים אופטיים, מוליכים למחצה, לייזרים, גלאי קרינה ולהרחבת טכנולוגיות המידע. חומרים גבישיים כמו YAG (איטריום אלומיניום גארנט) מילאו תפקיד מפתח בייצור לייזרים תעשייתיים, וגבישי הליד ופלואוריד משמשים כגלאים חיוניים ברפואה גרעינית ובגלאים גרעיניים.

תיאור ההישגים ומפרטים טכניים

כיום, ייצור גבישים גדולים וטהורים בעלי מבנים מדויקים נחשב לבסיס לפיתוח תעשיות מתקדמות. במגזרים כמו תקשורת, מכ"ם ולוחמה אלקטרונית, ייצור אנטנות וחיישנים רגישים, ציוד לייזר וטכנולוגיות חלל, כמו גם מערכות אופטוטרוניות ביטחוניות, השימוש בגבישים איכותיים הוא המפתח.

גידול גבישים מתבצע בדרך כלל בעזרת תנורים חשמליים ושיטות שונות כגון צ'וקרלסקי Czochralski, בריג'מן Bridgman וכו'. לדוגמה, שיטת צ'וקרלסקי (CZ) היא בעלת החשיבות הגדולה ביותר בייצור גבישי סיליקון אולטרה-טהורים עבור תעשיית המוליכים למחצה.

הצעדים הבאים והאופק הטכנולוגי של המדינה

אופטימיזציה של תנורים ומכשירים לגידול גבישי YAG, במיוחד בלייזרים ובסינטילטורים (הנדרשים לגלאי קרינה), היא בראש סדר העדיפויות של המחקר. כמו כן, פיתוח היכולת לגדל גבישי LIF (MG, TI), שהם אחד החומרים הבסיסיים לדוזימטרים TLDI (Thermo-Luminescence Dosimeter), נמצא על הפרק. מבט על המחקר של מכון פראונהופר Fraunhofer בגרמניה ואוניברסיטת MIT בארצות הברית מראה שתשתיות אלו הן הבסיס לייצור ציוד הגנה של מדינות בעלות הטכנולוגיה.

שוק יעד ויישומים מרכזיים

הצמיחה של הלידים אלקליים גדולים (טמפרטורת התכה של עד 1600 מעלות צלזיוס) כמו גם גבישי מוליכים למחצה עם טמפרטורת התכה נמוכה יותר (~950 מעלות צלזיוס) מהווים חלק חשוב בשוק הציוד הרפואי, גלאים גרעיניים (כולל GE(Li), NaI(Tl), BaF2, LiF(W)) וכן תעשיות האלקטרוניקה והלייזר בעולם. על פי דיווחים, ערך שוק גבישי הגלאי והנצנוצים העולמי יגדל משמעותית עד 2030, ומדינות שיצליחו ליישם טכנולוגיה זו באופן מקומי ימלאו תפקיד בייצוא ציוד רפואי, תעשיות גרעיניות ותעשיות ביטחוניות.

פיתוח טכנולוגיית תנור צמיחת גבישים חשמלי, בנוסף ליעילותו השלווה והתעשייתית, ידוע גם כתמיכה אמינה לטכנולוגיות הגנה. הישג זה הוא אחד המרכיבים של הסמכות המדעית והטכנית של המדינה, וחיזוקו ימלא תפקיד מיוחד בהפחתת התלות, בהגדלת היצוא הטכנולוגי ובתמיכה בתעשיות הביטחון והגרעין.

על פי דיווחים שפורסמו על ידי מקורות בינלאומיים בעלי מוניטין, השוק העולמי לכל סוגי התנורים ומערכות צמיחת הגבישים יגדל משמעותית בעשור הקרוב, וכעת קיימת תחרות עזה בין מדינות מתקדמות על תפיסת נתח גדול יותר משוק זה.

MR