בקשה לזכות לערעור, מופנית ל-CEA
לאחר שפורסמה על-האינטרנט תקציר שפגוע בשמתי
23 בינואר 2012
29 מרץ 2012: לא נתקבלה תשובה
ב-17 בנובמבר 2011, ה-CEA הכניס לאתר שלו תקציר שמייחס לי עבירות של חוסר אמינות אינטלקטואלית. הנה, במלואו, התיקון בפועל, 4,625 מילים, שלושים אלף תווים:
הַתְּשִׁיבָה לְמַחֲזֹר "ITER, תולדות של כישלון מוקדם", של הַמְּשַׁלֵּחַ ז'אן-פייר פֶּטִי, שפורסם ב-12 בנובמבר 2011 בדפוס Nexus, מוכן על ידי הַמְּשַׁלֵּחַ לְהַעֲרָה אֲטֹמִית וְלְהַעֲרָה מְשַׁתְּמֶת. ב-17 בנובמבר 2011.
הקדמה
ההוכחה שפותחה במאמר שלו על ידי הַמְּשַׁלֵּחַ ז'אן-פייר פֶּטִי, חבר באיגוד הצרוף-הגרעיני הצרפתי "לצאת מהגרעין", שנועדה לערער על הפרויקט ITER על ידי תקיעת פחדים לא מוסברים, מבוססת על חלקי טקסט שמקורם בתקציר של דוקטורט שסופק לאחרונה על ידי המרכז למחקר על הוויסות המגנטי של ה-CEA, והוגשה בנובמבר 2010 באקדמיה הדוקטורלית של המכללה הפוליטכנית, על נושא ספציפי של תופעות של "הפרעות" שעשויות להתרחש במהלך הפעלת ה-ITER.
הפרעה, תופעה ידועה מזמן, היא לא יציבות שיכולה להתרחב בתוך פלזמה של טוקאמק. מטענת אנרגיה גבוהה, היא מובילה לשבירת הוויסות המגנטי ומביאה להזרקת זרם חשמלי חזק לקיר של המתקן, מה שמעורר סיכון לפגיעת הצלחה.
התקציר הזה, שברמה גבוהה, מבוסס על 50 שנה של עבודות של קהילה מדעית עולמית של אלפי מומחים ברחבי העולם, ומכיל את הבסיס המוכר של הדיון המדעי הנוגע לנושא זה.
קיימת תקופה ענקית של תיאוריות על נושא הפרעות, במיוחד במאמרים שפורסמו בדפוס "Nuclear Fusion" באופן קבוע. הם מהווים את הבסיס הפיזיקלי הרשמי והציבורי לעיצוב ה-ITER.
כאשר מגלים שהמאמר של הַמְּשַׁלֵּחַ ז'אן-פייר פֶּטִי בוחר רק חלקים נבחרים, שמקורם ב עבודות שמאשריות את היקף הاهتمام שהקהילה המדעית צריכה להקדיש לנושא הפרעות, לא ניתן להסיק אלא על הכוונה מודעת למשבר פוליטי ולחוסר אמינות מצד הַמְּשַׁלֵּחַ ז'אן-פייר פֶּטִי, ולא על עבודה מדעית איכותית שנעשתה בסגנון ביקורתי בונה, שנועדה להתקדם בנושא.
אנו מתגעגעים לראות את הפשטות בה שמועות מדעיות שפורסמו בדפוסים ידועים עולמית, את 저ותיהם, וגם את קוראי המאמר עצמו, מושפעות למטרות פוליטיות שמבטלות את המחקר והתקדמות הידע.
בהתנהגות כזו
אינטלקטואלית לא אמינה
, הַמְּשַׁלֵּחַ ז'אן-פייר פֶּטִי מפסיד את עצמו באופן אוטומטי מהדיון, גם אם הוא מדעי או חברתי.
המסמך הזה מתכוון, מצד אחד, לענות על הנקודות הלא מדויקות ביותר בניתוח של הַמְּשַׁלֵּחַ ז'אן-פייר פֶּטִי, הן מנקודת מבט מדעית והן מנקודת מבט של אי הכרה בקשר כללי של המחקר, ומציע, מצד שני, למשתמש את המפתחות העיקריים לקריאה של הקשר הזה והתפקיד המדויק ש-ITER חייב לשחק במחקרים על הוויסות המגנטי במהלך העשורים הבאים.
ניתוח ה críticas של הַמְּשַׁלֵּחַ ז'אן-פייר פֶּטִי.
ההוכחה הראשית של הַמְּשַׁלֵּחַ ז'אן-פייר פֶּטִי היא ש-ITER לא יוכל לעמוד בפרעות, שמייצגות סיום מהיר של הפלזמה. נבחן את ה críticas שהוצגו במאמר (החלקים מהמאמר מופיעים בItalic).
דף 91, «
מהקריאה הזו ניתן להסיק שוויסות המגנטי של הפלזמה ופיזיקת הטוקאמקים, שמסובכת מאוד, לא נשלטות על ידי תיאורטיקנים. לא קיימת מודל של התנהגות הפלזמה שנמצאת במכונות אלו, במשמעות שבה היא תהיה ותישאר קשה מאוד לניהול, גם עם המחשבים הגדולים בעולם, בעיה שמעוררת 10
20
ל-10
22
חלקיקים מטענים חשמליים, שכולם מתנגשים זה בזה
».
ההצהרות האלה מפתיעות ממי שמתכוון להיות "מומחה מובחר בפיזיקת הפלזמה". יש דוגמאות רבות של תיאוריות ומודלים שעובדות היטב על מספר גדול של חלקיקים. מוכח שהדינמיקה המגנטית-הידרודינמית (MHD) היא מדע שמאפשר לתאר את התנועה של פלזמה או נוזל מוליך שמכיל מספר עצום של חלקיקים. היכולות של חישובים זמינות כיום מאפשרות גם סימולציות באמת מדויקת. אלא אם כן ה-CEA מערער על עבודות של הקהילה המדעית שהוא עצמו היה חלק ממנה לפני יותר מ-20 שנה, הַמְּשַׁלֵּחַ ז'אן-פייר פֶּטִי לא יכול להצדיק טענה שמערערת על היכולת למודל מערכת דינמית שמכילה מספר גדול של חלקיקים.
עם זאת, אף אחד לא טען שטוקאמקים נבנו על בסיס של סימולציות מספריות. בפועל, תיאוריית התנאים הטכניים של טוקאמק בנוגע ליציבות בפרעות מבוססת על
"חוקים", הנקראים "חוקי הנדסה"
שעוסקים באנרגיות וזמן מאפיינים שמעורבים בתהליך זה. הערכים שנבחרו עבור ה-ITER אומתו על ידי ניסויים שנערכו על מספר גדול של טוקאמקים במשך חצי מאה. סימולציות מספריות של הפרעות הופיעו רק לאחרונה, במיוחד בthesis של ה-CEA, מ. C. Reux, עליה ה-CEA מדבר בגדול.
למעשה, התוצאות הן מאוד מרגשת, גם אם הדיוק שלהן עדיין ניתן לשיפור. חשוב להדגיש שוב שסימולציות אלו מהוות רק שיפור נוסף בהבנת הפלזמה של טוקאמקים, ולא את הבסיס של עיצוב ה-ITER, שמאושר כבר מזמן על ידי "חוקי הנדסה" שהוזכרו קודם.
דף 91: «
כל הטוקאמקים בעולם, כולל Tore Supra ו-JET, הפכו לבלתי ניתנים לניהול, בفعل סיבות מגוונות מאוד
».
ההצהרה הזו מדויקת בפירוש ופשוטה לא נכונה: Tore Supra ו-JET פועלים בצורה מוצלחת ובטוחה מאז 1988 ו-1983 בהתאמה, כלומר יותר מ-20 שנים של פעולה עבור Tore Supra וקרוב ל-30 שנים עבור JET. פרעות מתרחשות באופן קבוע במכונות אלו (כמו בכל אחת מהאחרות), אך הן מעוררות תמיד תקיעות, או איבוד ויסות של תרכובות רעילות, כמו שדמיין ה-CEA בסקירתו. 30 שנים של פעולה ללא אירוע משמעותי לא מובילה למשהו שנקרא "בלתי ניתנים לניהול"!
דף 92: «
הפרעות ... יוצרות כוחות שיכולים לפגוע במבנה הצלע כמו עשבים
»
האלמנטים של הצלע הראשונה והמבנה של הטוקאמקים, ובפרט של ה-ITER, כמובן נבנו כדי לעמוד בכוחות שנוצרים כתוצאה מהפרעות, גם those שעשויות להיות הכוחות הגדולים ביותר. האלמנטים מותאמים כך שמקטינים את הזרמים החשמליים שנעים בהם במהלך הפרעה, מה שמקטין את הכוחות של הלחיצה שיכולים להיחשף. בנוסף, במקרה של מצבים קיצוניים שיכולים לגרום לנזק על פני האלמנטים,
האלמנטים מותאמים כך שיכולים להחלף.
התמונה שהוצגה במאמר והוקטנה מהthesis (אלמנט של Tore Supra שנפגע כתוצאה מהפרעה) היא מופתית: מדובר ב"אגרוף" (אלמנט של הצלע הראשונה) שנפלה על Tore Supra כתוצאה מהפרעה: הוא הוחלף, נתיבי הזרם הורחבו, וה- Tore Supra פעל בצורה תקינה לאחר מכן!
באמת, במהלך שלב הפעלה מדרגת של ה-ITER, יהיו מצבים של סוג זה, והפגיעות שנמצאות יוקמו, כמו שקרה בכל תשתית תעשייתית או מחקרית בשלב הפעלה ראשוני (ראו את המצב של CERN ב-2009). ברור שהמכונה תטופל עם זרמים נמוכים יותר מהערך המוגדר, כדי להקטין את הפגיעות האפשריות בשלב זה של הבדיקה.
דף 93: «
הקולות שמתבצעים שם יגיעו בהכרח ל-15 מיליון אמפר (150 מיליון אמפר במקבילו של ה-DEMO). תקיפות של כוח כזה תפרוץ את החדר הריק. שכבה של ברייליום ... תימשך ותפזר את החומר ממנו מורכב, יחד עם הטריטיום; רדיוטוקסי, שנמצא בחלל
»
ההצהרה הזו כפולה שגויה. בהנחה שבעוד מצב קיצוני, תקיעת החדר הריק תתרחש על ה-ITER כתוצאה מהפרעה, לא תהיה שחרור של ברייליום או טריטיום מחוץ למכונה: החדר הריק מוקף בשרשרת של חומות ויסות, שלא תتأثرנה על ידי הפרעות. בנוסף, ה-DEMO לא יפעל ב-150 MA, אלא בזרמים של אותו סדר של ה-ITER (15-20 MA). ההשלכות הרבות וההיגיון של ה-CEA מראות את הידיעה העמוקה שלו על פיזיקת וטכנולוגיה של טוקאמקים.
דף 93: «
הכוחות של לפלס, שמסתכמים באלפי טון, יכולים לפגוע במבנה המכונה, מחייבים את החלפתם, או אפילו את השבתה המלאה של המתקן
».
מדידה של כוחות בטון היא יותר מפתיעה ממי שמתכוון להיות פיזיקאי.
כוח נמדד בניוטון, ומסה בגרם או טון. הכוחות של לפלס שנוצרים ב-ITER מוערך כיכולים להגיע למיליארדי ניוטון. האלמנטים של המבנה של ה-ITER נבנו כדי לעמוד בכוחות של מיליארדי ניוטון – לכן לא יהיה צורך להחליפם. ה-JET עומד בפרעות שמייצרות כוחות של מיליארדי ניוטון כבר 30 שנה. המתקן בנוי כך שיכולים לעמוד בכוחות כאלה ללא פגיעה.
דף 94: «
אין כל דרך להרחיב ולשחזר את הנתונים הקיימים ... אירועים אלו, שבלתי נמנעים במהלך הפעלה, יכולים להוביל לפגיעה של ה-ITER כבר בבדיקות הראשונות
»
ההצהרות היפותטיות הן שגויות. יש אכן דרכים וקודים מדויקים מאוד להעריך את הזרמים הנקראים "האלון" שקשורים לפרעות, את רמת האסימטריה של הזרמים בכיוון הטורואידלי, וכן את הכוחות שנוצרים על החדר הריק. הערכה זו מושתתת על בסיס נתונים («ITER disruption database») שמאופיין על ידי תצפיות על מספר גדול של טוקאמקים בגודל שונה. כפי שציינו כבר, יש גם סימולציות מספריות MHD שמשדרות במדויק יותר, שמאפשרות להעריך באופן עצמאי את המאפיינים המדויקים של הפרעות, אך לא השתמשו בהן לצורך עיצוב ה-ITER, מכיוון שההחלטות נלקחו לפני פיתוח טכניקות סימולציה אלו. כיום משתמשים בהן למטרות הבנת תיאור מדויק, בדיקה ועזרה בהגדרת הבדיקות הראשונות, הניסויים העתידיים, והשימוש בתוצאותיהם. נציין שוב שבדיקות הפעלה של ה-ITER יבוצעו עם זרם פלזמה מופחת (כמו בכל מכונה אחרת) עם עלייה מדרגת באנרגיה, ולכן במצבים ללא סיכון ליציבות המתקן.
דף 94: «
לחשוב שאפשר להפעיל פעם טוקאמק ללא פרעות הוא גם לא הגיוני כמו לחשוב על שמש ללא פרעות שמשיות, מזג אוויר ללא רוחות או עננים, או חימום בקערה מלאה במים ללא סיבוב
»
טוקאמק יכול לפעול ללא סיכון לפרעות אם הפלזמה יציבה ביחס למודים MHD. למעשה, זהו המצב הרגיל של הפעלה של רוב הטוקאמקים, וה-ITER לא יתאים לאותו כלל. חשוב להימנע מבלבל בין אי יציבות לבין טורבולנציה. פרעה נגרמת על ידי אי יציבות מדויקת לגמרי. אם הפלזמה יציבה ביחס לאי יציבות זו, אין סיבה שתהיה תקיפה עקב ההפיכות של פיזיקה מדויקת. נושא חשוב זה אומת על ידי ניתוח בסיס הנתונים של ה-ITER שכבר צוין: אין תכונה אקראית בפעולה של פרעה, גם אם הפיזיקה המעורבת מורכבת. טורבולנציה (הדמיון של הקערה) מקושרת למספר עצום של אי יציבות בקנה מידה קטן. למעשה, טורבולנציה היא כאוטית. היא בלתי נמנעת, אך אינה מובילה לפרעה. פרעה יכולה להיכנס למצב טורבולנטי, אך רק בשלב שני, לאחר שהאי יציבות הראשונית הופעלה. מהצד הזה, התמונה שהוצגה כדוגמה על ידי ה-CEA אינה רלוונטית: היא מתארת טורבולנציה שבעצומה לא קשורה לפרעה.
במובן מסוים, אחד מцרכיו של ה-ITER הוא לפתח סצנרי יציב ביחס לפרעות. לאחר שסצנרי זה יימצא, אין סיבה שיתחיל להיחשף לפרעה באופן אוטומטי.
דף 95: «
הפרעות יכולות לפגוע בכל אלמנט של טוקאמק, כולל מערכת המגנטית הסופר-קונדוקטיבית שלו, שנדון בה כי היא מכילה את האנרגיה של מטוס-הנחתה צ'ארלס דה גול ל-150 קמ"ש
»
ההצהרה הזו שוב שגויה. החדר הריק יוגן על ידי כיסוי שנועד לעצור ניוטרונים של 14MeV שנובעים מהתגובות של ויסות, ובהכרח גם את האלקטרונים מהירים שנובעים מהפרעות, שבעצם לא יגיעו עד לאלמנט המגנטי. נחזור שוב: האלמנטים של המבנה, כולל המגנטי הסופר-קונדוקטיבי, נבנו כדי לעמוד בפרעות. האנרגיה שמשתמשת בפרעה לא קשורה כלל לאנרגיה של המגנטי הטורואידלי. זהו יותר התוכן האנרגטי של הפלזמה (כ-350 מגה-ג'ול עבור פלזמה של ה-ITER באנרגיה מירבית) והאנרגיה של שדה מגנטי הנקרא פולואידלי (כ-400MJ) – שניים לא יושבים יחד – לכן לא קיים שוויון עם ה-51 ג'יגה-ג'ול שנאמר, או עם כל מטוס-הנחתה שנועד ל-150 קמ"ש, גם אם זה צ'ארלס דה גול.
דף 95: «
אם נרצה להציג תמונה של הפעלת טוקאמק, נצטרך לדמיין מטוס-הנחתה שstanding מול חימום ומספר מדידות. אם מחוג אחד מהם מראה slightest tremor, הפעולה האפשרית الوحידה היא לשקוע את הגליל באמצעות מקל של אש
»
שוב, הידיעה הלא נכונה על מהו טוקאמק ומעורבות בנתונים למטרות פוליטיות. Tore Supra מחובר ל-40 מדידות רציפות, JET ל-80 בערך, וה-ITER יקבל יותר. לדבר על "מספר מדידות" הוא ליתר דיוק מפחית. בנוגע ל"מקל של אש", הערכה של הזמן הזמין להפסיק או להאט אלקטרונים מהירים היא בערך 10 מ"ש. מעריכים שנצטרך לזרוק 10
22
אלקטרונים למטר מעוקב כדי לעצור "בשלום" (ראו את המסמך הנייח "ITER Physics Basis" שנותן את היסודות של עיצוב הפיזיקלי של ה-ITER, שפורסם ב-Nuclear Fusion וחתום על ידי כל הקהילה העולמית). זה לא משימה בלתי אפשרית!
למעשה, מחקר על הזרקת גז בكمויות גדולות כאמצעי לעצירת אלקטרונים מהירים הוא בדיוק מה שמתבצע בthesis של C. Reux. טכניקות אחרות נמצאות במחקר על ידי מספר צוותים ברחבי העולם, כולל אחד מה-CEA, כדי לבחור את התכנית שנותנת את הביצועים הטובים ביותר במחירים הנמוכים ביותר.
התוצאות הנוכחיות מרגשות, וניתן להניח סביר שאחת, או יותר, מהתכניות החדשות, מעבר לזו שכבר קיימת, תסתיים ב-2019-2020 עבור הפלזמה הראשונה של מימן, ובמיוחד ב-2026 עם הפלזמה הראשונה של דאוטריום-טריטיום.
דף 95: «
נראה מוזר שהסמכות הביטחון הגרעיני לא התייחסה אי פעם לאיום הזה
…»
למעשה, מזוהה לא נכון מהי סמכות הביטחון הגרעיני של שבעת שותפי ה-ITER (יפן, קוריאה הדרומית, הודו, סין, ארצות הברית, פדרציה הרוסית, איחוד האירופי) וצרפת, לחשוב אפילו לרגע שעשויות שלא להתייחס, אם הפרעות היו מסוכנות כמו שדמיין ה-CEA.
המשפט הרע של ה-CEA מכוון לשקף שהפרעות הושבו מרשויות הערכה שונות. זה כמובן לא נכון. הפרעות מוזכרות בפירוש בתרבויות, במיוחד יותר מ-35 עמודים מוקדשים להן ב-«ITER Physics Basis», שפורסם ב-2007 בדפוס Nuclear Fusion (השלמה לדו"ח הראשוני של 1999).
הפרסומים הבינלאומיים בנושא מונים מאות. לטעון שהנושא הושלך או נסתר הוא בדיוק ההפך מהמציאות.
מה שמדהים הוא ש-ה-CEA, שמביע דרכו מדעית, מושע על קריאה שטוחה של עבודות thesis של ה-CEA, ומערער על אלפי עמודים שנכתבו בנושא הפרעות בדפוסים מדעיים שמכובדים על ידי הקהילה