Fusion nucléaire

[ascromis]

à l’instant, Boule75 a dit :

Disons que "campagne de décharges" c'était moins vendeur

Mais tellement plus rassurant pour mon p'tit cerveau !

Merci !

[seb24]

Ça avance chez les allemands toujours:

http://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/fusion-fusion-nucleaire-champ-magnetique-stellarator-allemand-wendelstein-7-x-fidele-previsions-61492/

Sinon la construction d'ITER continue aussi:

[Boule75]

Identification d'une voie prometteuse de traitement des "déchets" nuisible aux réactions de fusion : l'helium. La découverte est celle d'un alliage qui, plutôt que de stopper l'He et de se fragiliser au fur et à mesure de ce fait, forme progressivement des capilaire à travers lesquels l'He pourrait s'échapper.

https://futurism.com/helium-resistant-material-usher-nuclear-fusion/

 

[herciv]

Le ‎06‎/‎12‎/‎2016 à 16:33, seb24 a dit :

Ça avance chez les allemands toujours:

http://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/fusion-fusion-nucleaire-champ-magnetique-stellarator-allemand-wendelstein-7-x-fidele-previsions-61492/

Sinon la construction d'ITER continue aussi:

Je suis passe a manosque il y a 15 jours et ca grimpe bien.

[seb24]

il y a 26 minutes, herciv a dit :

Je suis passe a manosque il y a 15 jours et ca grimpe bien.

Yep je crois que les premiers éléments de la chambre sous-vide qui va contenir le Tokamak est en cours d'assemblage sur place. Et les outils pour l'assemblage final des tranches de tokamak est en cours d'installation.

[Delbareth]

Le 28/05/2016 à 10:54, c seven a dit :

Autre question: le Deutérium n'est jamais que du H avec un neutron de plus. Est-il possible de créer du D en bombardant du H avec des neutrons?

J'aimerais aussi comprendre pourquoi il est si difficile de créer un tel isotope alors que à priori le neutron est neutre et ne se repousse pas avec le proton (contrairement à la fusion proton-proton)

 

Je déterre cette question restée sans réponse.

Le Deutérium est excessivement facile à fabriquer, puisqu'il suffit effectivement d'un neutron et d'Hydrogène. Donc si on entoure une source de neutron (type accélérateur par exemple) avec un matériaux plastique (constitué aux 2/3 en nombre d'atomes de H), alors les captures de neutron formeront le D.

Maintenant, vu qu'un accélérateur typique comme on a dans notre labo fournit au max dans les 10^9 neutrons par seconde. En supposant que tu récupères tous les neutrons pour former du D, ça fait quand même 6.10^14 secondes nécessaires pour former une mole de D, soit deux grammes... 20 millions d'années donc...

[c seven]

Il y a 14 heures, Delbareth a dit :

Je déterre cette question restée sans réponse.

Le Deutérium est excessivement facile à fabriquer, puisqu'il suffit effectivement d'un neutron et d'Hydrogène. Donc si on entoure une source de neutron (type accélérateur par exemple) avec un matériaux plastique (constitué aux 2/3 en nombre d'atomes de H), alors les captures de neutron formeront le D.

Maintenant, vu qu'un accélérateur typique comme on a dans notre labo fournit au max dans les 10^9 neutrons par seconde. En supposant que tu récupères tous les neutrons pour former du D, ça fait quand même 6.10^14 secondes nécessaires pour former une mole de D, soit deux grammes... 20 millions d'années donc...

Ah ben ça valait le coup d'attendre
Merci pour la réponse.

10^9 atomes de D qui fusionnent ça fait quoi comme énergie produite par seconde?

Heuu... et la réponse à l'autre question du post? C'est à dire la réaction H-H qui est extrêmement lente malheureusement est-elle plus rapide jusqu'à devenir crédible dans des conditions extrême genre plusieurs Milliards de °K qu'on voit dans certaines expériences (contre 15 malheureux petits million de °K dans le soleil)?
C'était dans l'optique de faire des vaisseaux spatiaux qui pourraient se ravitailler sur place au lieu d'avoir à emporter des tonnes de D au décollage.

[Delbareth]

Il y a 4 heures, c seven a dit :

Ah ben ça valait le coup d'attendre
Merci pour la réponse.

10^9 atomes de D qui fusionnent ça fait quoi comme énergie produite par seconde?

Ca fait pas bézef...

D'après https://fr.wikipedia.org/wiki/Fusion_nucléaire, on a en gros 3.4 MeV par fusion (donc 1.7MeV par noyau de D). On arrive il me semble à 0.3 mW. Comparé à l'énergie qu'il faut pour produire ce D, et ensuite pour le faire fusionner...

 

Il y a 4 heures, c seven a dit :

Heuu... et la réponse à l'autre question du post? C'est à dire la réaction H-H qui est extrêmement lente malheureusement est-elle plus rapide jusqu'à devenir crédible dans des conditions extrême genre plusieurs Milliards de °K qu'on voit dans certaines expériences (contre 15 malheureux petits million de °K dans le soleil)?
C'était dans l'optique de faire des vaisseaux spatiaux qui pourraient se ravitailler sur place au lieu d'avoir à emporter des tonnes de D au décollage.

Là je ne suis clairement pas spécialiste.

Mais il faut comprendre le principe de base qu'est la température. C'est de l'agitation de molécule, selon une distribution de Bolzman et de valeur moyenne kT (avec k=1.38.10^-23 J/K et T la température).

Donc pour un température de 15.10^6 K, ça donne une énergie cinétique moyenne de l'ordre de 1.3 keV (https://www.translatorscafe.com/unit-converter/en/energy/11-65/electron-volt-kelvin/). Pour 10^9 K, ça fait 86 keV. Mais ça reste des vitesses (énergie) inférieures à ce qui est nécessaire pour faire une réaction de fusion où il faut vaincre la répulsion coulombienne. Mais dans toute distribution, il y a des "queues de distribution". En l'occurence, une partie de noyaux vont avoir une énergie cinétique supérieure à x keV nécessaire pour faire la fusion. Cette partie est évidement plus grande pour une distribution centrée sur 86 keV, que sur une distribution centrée sur 1.3 keV. Ensuite, la valeur de x dépend de la réaction choisie. Apparemment ça vaut genre 10keV jusqu'à même 20 keV pour la réaction (p,11B)

Après il faut pondérer cette "proportion à haute énergie" avec le nombre de fois où ces noyaux se collisionnent. Et c'est là qu'intervient la densité du plasma. Dans le soleil, la réaction p-p est difficile à cette température mais il y a énooooooormément de proton par cm3, donc au final ils se fréquemment et fusionnent. La réaction top est le D-T car elle peut se faire à beaucoup plus basse énergie (température).

C'est pour ça que pour faire de la fusion, il faut de la température et de la densité (pour la fusion froide, je ne comprend pas comment ça peut marcher... pas grand monde d'ailleurs). Certains explorent des voies "basse température", c'est la cas des tokamak, d'autres des voies "haute température". Donc pour en revenir aux expériences qui dépassent le milliards de degré, encore une fois je ne suis pas un expert. Il me semble que ces machines ne fonctionnent que de manière impulsionnelle, avec impossibilité de refaire une impulsion juste derrière (la Z-machine ne détruit-elle pas carrément le circuit qui a permis de fonctionner ?). Donc pour faire de l'énergie avec ça bof bof.

[WizardOfLinn]

 

Avec la température et la densité, le troisième paramètre pour la fusion est le temps de confinement :
- au centre du soleil, les noyaux disposent de milliards d'années pour fusionner, c'est pour cela que la fusion p-p est possible
- dans un tokamak, le temps de confinement est de l'ordre de la seconde.
- et en impulsionnel (lasers, Z-machine, etc.), on parle de nanosecondes...

 

 

[WizardOfLinn]

 

Voici un petit nouveau chez les outsiders qui essayent de fusionner du Bore-11 : hb11 energy

La fusion inertielle p-B11 par laser est traditionnellement considérée comme impossible,  il faudrait comprimer le combustible à 100000 fois la densité solide, mais bien que la méthode décrite utilise aussi un laser, il s'agit ici d'un concept différent.
L'avènement des lasers petawatt permet d'envisager la fusion p-B11 en exploitant des effets non-linéaires  produits par un champ de 10^18 W/cm² en impulsion picoseconde :
https://arxiv.org/abs/1708.09722
Conclusion de l'article :
"... The  now presented results show an increase of the HB11 fusion gains by more than nine orders of magnitudes above the classical value [41]."

Les auteurs se sont constitué en société il y a quelques mois, pour réunir les financements afin de construire un prototype de réacteur :
https://www.hb11.energy/

Affaire à suivre...

 

[rogue0]

Autre prétendant pour la fusion nucléaire controlée.

Les Skunk Works de LockMart ont déposé un brevet de réacteur à fusion compact, et espèrent en faire la démonstration d'ici 2019 (ils travaillent dessus depuis 5 ans).
Je ne suis pas spécialiste, mais à vue de nez, ça m'a l'air d'être une variante de confinement magnétique.

http://www.thedrive.com/the-war-zone/19652/lockheed-martin-now-has-a-patent-for-its-potentially-world-changing-fusion-reactor

L'article est très vague, mais un prototype de réacteur ne veut pas dire qu'il atteindra l'ignition, ou même qu'il arrivera à produire plus d'énergie qu'il n'en consomme
Bref, même avec la réputation des Skunk Works pour l'aéronautique, je reste sceptique (mais je souhaite qu'ils réussissent bien sûr).

schéma et brevet ici:
https://patentimages.storage.googleapis.com/24/5a/0c/0b80839516d6f0/US20180047462A1.pdf

 

 

Modifié le 27 mars 2018 par rogue0

[LBP]

il y a 16 minutes, rogue0 a dit :

Autre prétendant pour la fusion nucléaire controlée.

Les Skunk Works de LockMart ont déposé un brevet de réacteur à fusion compact, et espèrent en faire la démonstration d'ici 2019 (ils travaillent dessus depuis 5 ans).
Je ne suis pas spécialiste, mais à vue de nez, ça m'a l'air d'être une variante de confinement magnétique.

http://www.thedrive.com/the-war-zone/19652/lockheed-martin-now-has-a-patent-for-its-potentially-world-changing-fusion-reactor

L'article est très vague, mais un prototype de réacteur ne veut pas dire qu'il atteindra l'ignition, ou même qu'il arrivera à produire plus d'énergie qu'il n'en consomme
Bref, même avec la réputation des Skunk Works pour l'aéronautique, je reste sceptique (mais je souhaite qu'ils réussissent bien sûr).

schéma et brevet ici:
https://patentimages.storage.googleapis.com/24/5a/0c/0b80839516d6f0/US20180047462A1.pdf

 

 

a les lois de la physique sacré Antoine Lavoisier

[Patrick]

Il y a 2 heures, rogue0 a dit :

L'article est très vague, mais un prototype de réacteur ne veut pas dire qu'il atteindra l'ignition, ou même qu'il arrivera à produire plus d'énergie qu'il n'en consomme

Tu ne réponds pas à la question principale, Rogue...

Révélation

Est-ce qu'il est furtif? 

 

[WizardOfLinn]

Il y a 17 heures, rogue0 a dit :

Autre prétendant pour la fusion nucléaire controlée.

Les Skunk Works de LockMart ont déposé un brevet de réacteur à fusion compact, et espèrent en faire la démonstration d'ici 2019 (ils travaillent dessus depuis 5 ans).
Je ne suis pas spécialiste, mais à vue de nez, ça m'a l'air d'être une variante de confinement magnétique.

http://www.thedrive.com/the-war-zone/19652/lockheed-martin-now-has-a-patent-for-its-potentially-world-changing-fusion-reactor

L'article est très vague, mais un prototype de réacteur ne veut pas dire qu'il atteindra l'ignition, ou même qu'il arrivera à produire plus d'énergie qu'il n'en consomme
Bref, même avec la réputation des Skunk Works pour l'aéronautique, je reste sceptique (mais je souhaite qu'ils réussissent bien sûr).

...

 

 

Ca parait être une configuration en ligne avec miroirs magnétiques aux extrémités, connue depuis 40 ans et déjà expérimentée.
Maintenant, il doit y avoir des astuces qui font que ça marcherait beaucoup mieux que vers 1980. Et puis il y a eu des progrès entre temps sur les aimants supraconducteurs, on sait générer des champs plus intenses.

Prétendre embarquer ça sur un avion, c'est quand même un peu osé, parce que enceinte de confinement, aimants, système cryogénique, échangeurs thermiques, etc., ça pèse son poids.

Mode complot=ON
Ca ne marche pas mieux qu'en 1980, mais on publie le brevet pour que russes et chinois se jettent dessus et perdent du temps et des moyens sur une voie sans issue. Si ça marchait, ce serait évidemment secret défense.
Mode complot=OFF

 

[Shorr kan]

Il y a 2 heures, WizardOfLinn a dit :

 

Ca parait être une configuration en ligne avec miroirs magnétiques aux extrémités, connue depuis 40 ans et déjà expérimentée.
Maintenant, il doit y avoir des astuces qui font que ça marcherait beaucoup mieux que vers 1980. Et puis il y a eu des progrès entre temps sur les aimants supraconducteurs, on sait générer des champs plus intenses.

...

 

Dans cette configuration le plasma est très instable. Et effectivement il y a bien une astuce : on a découvert de façon fortuite qu'injecter un puissant courant dans le plasma le stabilise.

Un autre problème aussi est que le champ magnétique est plus important au centre qu'à ses extrémités, ce qui génére un gradient de champ magnétique qui a tendance éjecter les ions.

Une façon simple d'éviter les "fuites" est de refermer le cylindre sur lui même, ce qui donne un tore, soit un Tokamak ! Une autre si on veut garder un cylindre rectiligne - plus facile à construire - est d'y mettre au bout une paire de grands aimants. On peut en voir un exemple sur ce dessin du réacteur expérimental dit à miroirs en tandem du laboratoire Livermore. C'est les trucs oranges entrelacés nommé "yin-yang" sur l'illustration.

 

                                                       

Modifié le 28 mars 2018 par Shorr kan

[stormshadow]

Trois autres prétendants à la fusion nucléaire notamment aneutronique (donc ne produisant aucun déchets radioactif et dont l’énergie peut être directement convertis en électricité sans passer par une turbine à vapeur).

Focus Fusion

https://lppfusion.com/

Tri-Alpha

Helion Fusion

La configuration de Helion et Tri-Alpha paraissent similaire à celle de Lockeed Martin.

 

Citation

Prétendre embarquer ça sur un avion, c'est quand même un peu osé, parce que enceinte de confinement, aimants, système cryogénique, échangeurs thermiques, etc., ça pèse son poids.

D'après leur dernière données et expériences, un réacteur de 200MW pèserait 2000 tonnes avec un champ magnétique de 5 tesla mais seulement 200 tonnes avec un champ magnétique de 15 tesla. Un champ magnétique puissant permet donc de réduire considérablement la masse et taille des réacteurs à fusion, le MIT avait montrée que la masse et taille de Tokomak pouvait être considérablement réduite avec un champ magnétique puissant.

https://en.wikipedia.org/wiki/Lockheed_Martin_Compact_Fusion_Reactor

[Delbareth]

Je reste incroyablement dubitatif quant à ces marchands de rêve.

Je ne dis pas qu'il n'existe pas d'autre voie que le tokamak, en particulier le stellarator. Mais tout ces trucs qui te promettent une énergie électrique exploitée pour dans une poignée d'années sont à mon sens une belle arnaque.

Si l'on prend le site oueb d'Helion (lien ci-dessus), ça ressemble quand même à de la grosse fumisterie (américaine) !

[stormshadow]

Citation

Je reste incroyablement dubitatif quant à ces marchands de rêve.

Je ne dis pas qu'il n'existe pas d'autre voie que le tokamak, en particulier le stellarator. Mais tout ces trucs qui te promettent une énergie électrique exploitée pour dans une poignée d'années sont à mon sens une belle arnaque.

Si l'on prend le site oueb d'Helion (lien ci-dessus), ça ressemble quand même à de la grosse fumisterie (américaine) !

Je comprend mais par exemple pour LPP ou Tri-Alpha, ils ont obtenus de très bons résultats en terme de Joules générés par la fusion par Joules d’électricité injectés, même comparer au meilleurs Tokomak et ceux malgré des budgets très inférieurs. Puis ces machines sont bien plus petites qu'un Tokomak donc forcément leur mise au point est bien moins cher.

Modifié le 28 mars 2018 par stormshadow

[WizardOfLinn]

 

J'ai finalement trouvé quelques éléments techniques sur le réacteur de Lockheed, permettant de voir où est l'innovation.
http://fusion4freedom.us/pdfs/LManalysis.pdf
L'innovation réside dans la topographie du champ magnétique assurant le confinement, et surtout le champ créé par le plasma lui même.
C'est plus intéressant que je pensais.
Cependant, l'auteur de l'article pointe aussi le fait que Lockheed n'a pas publié dans des revues scientifiques, ce qui est a priori un peu suspect. Ce que j'avais aussi remarqué sur la page wiki, où il n'y a quasiment que des références vers des articles "commerciaux", à part la référence [15], mentionnant des résultats préliminaires, datant de 2014.
D'après des simulations, le réacteur pourrait atteindre le régime d'ignition (alors que ce n'est pas prévu sur ITER par exemple) : dans ce régime, on peut couper le chauffage externe après le démarrage, et le chauffage par les alphas est suffisant pour entretenir les conditions de fusion.

Affaire à suivre.

 

[herciv]

Le ‎07‎/‎03‎/‎2018 à 13:04, WizardOfLinn a dit :

 

Voici un petit nouveau chez les outsiders qui essayent de fusionner du Bore-11 : hb11 energy

La fusion inertielle p-B11 par laser est traditionnellement considérée comme impossible,  il faudrait comprimer le combustible à 100000 fois la densité solide, mais bien que la méthode décrite utilise aussi un laser, il s'agit ici d'un concept différent.
L'avènement des lasers petawatt permet d'envisager la fusion p-B11 en exploitant des effets non-linéaires  produits par un champ de 10^18 W/cm² en impulsion picoseconde :
https://arxiv.org/abs/1708.09722
Conclusion de l'article :
"... The  now presented results show an increase of the HB11 fusion gains by more than nine orders of magnitudes above the classical value [41]."

Les auteurs se sont constitué en société il y a quelques mois, pour réunir les financements afin de construire un prototype de réacteur :
https://www.hb11.energy/

Affaire à suivre...

 

Sachant qu'on commence à parler de lasers attosecondes c'est peut-être une technique qui aura de l'avenir ?

[WizardOfLinn]

 

Le MIT s'associe avec une compagnie privée pour le développement d'un réacteur à fusion.
http://news.mit.edu/2018/mit-newly-formed-company-launch-novel-approach-fusion-power-0309

Il s'agit toujours d'un Tokamak, appelé SPARC, donc d'une géométrie assez classique et comprise, mais qui bénéficiera surtout des progrès sur les supraconducteurs.
Augmenter le champ magnétique de confinement permet de réduire beaucoup les dimensions du réacteur, la loi d'échelle est en B^4, et ces supraconducteurs permettront de multiplier le champ par deux par rapport à ITER...

https://www.psfc.mit.edu/research/topics/sparc

 

[Picdelamirand-oil]

Le 29/03/2018 à 09:17, WizardOfLinn a dit :

 

J'ai finalement trouvé quelques éléments techniques sur le réacteur de Lockheed, permettant de voir où est l'innovation.
http://fusion4freedom.us/pdfs/LManalysis.pdf

Pour moi le lien ne marche pas.

[WizardOfLinn]

il y a une heure, Picdelamirand-oil a dit :

Pour moi le lien ne marche pas.

En effet, l'adresse a changé. Je l'ai retrouvé ici, en https (recherche sur "nuclear fusion Lockheed LManalysis.pdf") :

https://fusion4freedom.com/pdfs/LManalysis.pdf

Remarque : depuis les annonces initiales de Lockheed, leur projet de réacteur est passé de quelque chose censé être assez compact pour pouvoir être embarqué sur un avion à un engin de 18 m de long et pesant 2000 tonnes, ce qui suggère quand même quelques difficultés avec le confinement...

 

Modifié le 24 août 2018 par WizardOfLinn

[Picdelamirand-oil]

On voit sur le schéma suivant, qu'à part de la chaleur, la seule chose qui sort de cette machine, ce sont des neutrons

C'est sans doute une assez mauvaise machine pour produire de la chaleur, sinon ça voudrait dire que le problème est résolu, mais par contre c'est peut être une assez bonne machine à produire des neutrons, et dans ce cas on pourrait les utiliser pour faire de la fission. Je pensais que c'était cela l'astuce de Lockheed faire une usine à neutron (ils sont spécialiste ) et l'utiliser pour réaliser un réacteur à fission compact, c'est à dire avec un inventaire de matière fissile (ou même fertile) réduit.

[g4lly]

14 hours ago, Picdelamirand-oil said:

On voit sur le schéma suivant, qu'à part de la chaleur, la seule chose qui sort de cette machine, ce sont des neutrons. C'est sans doute une assez mauvaise machine pour produire de la chaleur, sinon ça voudrait dire que le problème est résolu

Quel est le probleme avec les neutrons?! C'est avec des neutrons qu'on produit la chaleur des centrales nucléaire a fission qui sont en service ...

Accessoirement tous les projet de "centrale à fusion" reprennent ce principe Deutérium plus Tritium vers Helium4 plus neutron. Les neutrons servent à produire de la chaleur mais aussi a produire le Tritium depuis du Lithium pour alimenter la fusion.

Évidement la production de neutron a un inconvénient ... la radioactivé secondaire qu'il induit dans les matériaux bombardé.