מסמך ללא שם

השפעות תקשורתיות

10 במאי 2012

מאז שהתחילתי להטיל עיניים על הפרויקט ITER ועל התוקמאקים, הופכות הפעילויות התקשורתיות ליותר ויותר נפוצות. המילה "הפרעה" הופיעה בוויקיפדיה. בסיורים, בקדרהש, המבקרים כבר לא מציינים רק את המודל המפואר שמציגים להם, ומשמעים בשקט את המילים של מארחת נחמדה. אנשים מתחילים לשאול שאלות.

בימים אלו הופיע מאמר מיליטנטי חדש שמחזק את הפרויקט ITER באתרים שונים. נפלתי על פני מכתבים רבים בנושא, והחלטתי לענות באתר שלי. שוב, זה פשוט שקר מוחלט. זו הייתה הרגשה שלי, אשר אומתה על ידי שיחות טלפוניות למומחים בפלזמות חמות, שחייבים להישאר שקטים, שכן הם עדיין עובדים.

בעוד עשרה ימים אני עומד להרצאה באזור, על ITER ועל האנרגיה הגרעינית בכלל, אם יש לי זמן לעשות זאת. יש סרטון ארוך (שעתיים וחצי) באתר "חקירה ודיון", שמרחיב על הערות שנאמרו בספטמבר 2011 על ידי גלן וורדן (שהתחלתי עם אותו שיחה לפני כמה חודשים), שהוצגו במהלך סימפוזיון על התוקמאקים העתידיים בספטמבר 2011 בפרינסטון. בסרטון אני מפרט את "השקופיות" שלו, שהוצגו באנגלית, ואז מיד בצרפתית. זהו "ההישג הגדול" של האתר "חקירה ודיון" (תיבה בפינה העליונה הימנית, ירוקה).

אבל שעתיים וחצי זה הרבה. היה צריך לחלק את זה לסדרות. בזמנו הצלחתי להקליט הכל ברצף, ללא עיבוד. היה טוב יותר אם היה קיים קישור קבוע באתר "יציאה מהגרעין", שמתמחה רק באירועים. הצעתי לפייליפ בראוס, נשיא הקבוצה שכוללת 900 ארגונים, להכניס אייקון על דף הבית, המוביל למאמרים בסיסיים על היבטים מדעיים וטכנולוגיים של הגרעין. הוא לא ענה לי אף פעם. אלה הם מארגנים של אירועים.

ההרצאה שאעניק תוקם בסרטון ותופץ מיד לאינטרנט. מי שמכין את התמונה והשמע יטפל בהכנסת התמונות שאמור לספק להם. זה מה שדורש קצת זמן. יש גם להכניס את התמונות בדיוק בזמן והמשך זמן מתאים.

היום אני מוכן אוסף של מודלים, מבוססים על תורים קטנים של פוליסטירן, בקוטר של 30 ס"מ, שרכשתי אתמול באקס. אנסה לשים תחילה: לנסות להסביר את עקרונות הפעולה של תוקמאק, כלומר של ITER, מה שאנשים לא יודעים בכלל. יש לזכור שהבחירה במונח "שדה מגנטי פולואידלי" לא הייתה מועילה להבנת הדברים.

אנסה להכניס כל מה שאוכל ב-45 דקות, הזמן המקסימלי של תשומת לב שמבקרים יכולים להשקיע.

המארגנים ניסו להעניק למסיבה זו מראה של דיון. מישל קלסנס, מנהל התקשורת ב-ITER, אימץ בתחילה. לאחר מכן, כשידע שהוא יעמוד מול י, הוא נמנע, אמר שהוא לא רוצה לדייק עם מישהו "מאוד שלילי" (...).

אותו ניסיון להימלט גם בקרב המדענים מהמכון לחקר התפוצצות מגנטית, שנמצא בקדרהש, בתוך הקירות, מגדל הגרעין בצרפת. מישל שטלייה, גבריאל מרבק, מנהלי מוקדמים. אלן בקולי, מומחה ב-ITER, פיליפ גנדריך, מנהל מחקר במכון זה, "האיש התפוצצות ב-CNRS".

נניח כיסאות ריקים עם שמם ונקליט את זה.

הכל זה מتعب, ואני מتعب. 75 שנות חיים – זה גם מלחיץ.

טוב, בואו נדבר על הפעולה התקשורתית הזו. נצטרך לערער כל אחת מההערכות האלה, אחת אחרי השנייה, בדף זה.

הארגון של ITER מתקיים ביכולות, בכסף, ביכולת לשקף מידע, מול הקהל והאינטרנט, שעד כה לא היו להם אמצעים. כאן מדובר בפרסום אחרון על "הגבול של גרינואולד". אני מעתיק את ההודעה ראשית, ואז מסביר:

מקור:

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/69903.htm

מדע פיזיקלי וنانו-טכנולוגיות

צעד נוסף לקראת שליטה בתפוצצות גרעינית?

שני פיזיקאים בארה"ב גילו לאחרונה הסבר אפשרי לבעיה עיקרית שמניעה את התפתחות התפוצצות גרעינית. הם מציעים פתרון שאם יישמר ניסויית, יאפשר תוספת משמעותית ביעילות בתוקמאקים. זהו דבר שיכולים להניע את תקווה שלנו לשלוט בטכנולוגיה החדשה כדי להשתמש בה industrially לייצור חשמל.

אכן, ברגע שבו עתיד האנרגיה של כדור הארץ נמצא במרכז העניין, התפוצצות גרעינית יכולה להיחשב מקור אנרגיה מושלם בגלל הפוריות וההשפעה המינימלית על הסביבה. עם זאת, התנאים הקשיחים שמאפשרים את התפוצצות גרעינית קשים מאוד ליצירתם, ולכן הטכנולוגיה עדיין נמצאת בשלב מחקר וניסוי. המטרה להשיג תחנת תפוצצות שتحول את החום שנפלט מהREAKציות התפוצצות לחשמל עדיין רחוקה מאוד. הקהילות המדעיות הלאומית והבינלאומית התחילו פרויקטים גדולים שמתאימים לאתגר הזה. גודל ההשקעה מעוררת תקווה בקרב חלק מהאוכלוסייה. התפתחות התפוצצות גרעינית היא כיום נושא דיון על היעילות של הוצאות כה גדולות על תוצאה לא מבטיחה. בתנאים אלו, התפוצצות מוגברת וחזקה.

לכן, עם שמחה רבה, לואיס דלגו-אפריצ'ו ודבי גייטס, שניהם פיזיקאים במעבדת פלזמה של פרינסטון במשרד האנרגיה של ארצות הברית, הודיעו לאחרונה על גילויים שלהם.

הם התמקדו באי-יציבות שיכולה להתרחש בפלזמה בתצורות של "תוקמאקים", והן מהוות את הבעיה העיקרית שמאטירת את התפתחותם.

הופעת אי-יציבות תלת-ממדית שנקראת "הפרעה" הוכרה כבלתי נמנעת, גם בתנאים רגילים של חימום.

היא מתבטאת בהפסד חם ומאיץ של חימום הפלזמה, ויכולה לפגוע בצורה משמעותית בציוד. יתר על כן, הסיכון לפגיעות גדול יותר ככל שהעוצמה של התוקמאק גדולה. לכן, הפרויקט של התוקמאק הגרעיני ITER, שבנייתו מתבצעת כרגע בקדרהש, עלול להפוך את כל הפרויקט לפגוע בצורה חמורה.

אחת הסיבות החשובות להפרעות היא עליית הצפיפות של הפלזמה מעבר לערכים קריטיים מסוימים שנקראים "הגבול של גרינואולד". הגבול נראה אוניברסלי

והמקור שלו עד כה נשאר מISTERי

.

כדי שיתרחש התפוצצות בפלזמה, עליה להיות מספיק צפופה וساפה כדי להקריב את הגרעינים הקלים שנמצאים בפלזמה ולחבר אותם לגרעינים כבדים יותר. התהליך הזה מלווה ביציאת אנרגיה רבה בצורה של חום, שברצוננו לקלוט כדי לייצר חשמל לאחר מכן. התגובה הזו מתבצעת באופן טבעי בשמיים וברוב הכוכבים. במבט ראשון, ככל שנדחוף יותר אנרגיה לפלזמה, נצפה להגדיל את הצפיפות, ולכן להעדיף את תגובות התפוצצות. הגבול של גרינואולד מפריך את האינטואיציה הזו. יתר על כן, מכיוון שקצב התגובות הגרעיניות פרופורציונלי לריבוע הצפיפות של הפלזמה,

הגבול הזה מגביל את הביצועים של תוקמאק בגדלים מסוימים. לכן המדענים מנסים להסביר את מקורו כבר עשורים.

המחקר העמוק של L. Delgado ו-D. Gates מתמקד בבעיה הזו. הם מציעים הסבר חדש, שונה מההסבר שהציע גרינואולד, הפיזיקאי מה-MIT שקבע את המשוואה המתארת את הגבול (שנקרא על שמו).

ההערה שלי: גרינואולד לא הקים את המשוואה שלו על בסיס תיאורטי. זו הייתה מה שה-CEA קרא לה, בדף שהועלה לאתר שלו, שנועד להפוך אותי לבלתי רצוי (ולא הצלחתי לקבל זכות תשובות): "חוק מהנדס", כלומר נוסחה של ממשה, שנגזרה מהצפות. תמצאו את הנוסחה הנפלאה הזו על ידי חיפוש "Greenwald limit" בוויקיפדיה:

אנו רואים שحسب החוק הזה, אי אפשר לעבור, בתוקמאק, את ערך הצפיפות הזה, שפרופורציונלי ל"זרם הפלזמה", לזרם שמתפזר בפלזמה (מיליון ומחצית אמפרים ב-Tore Supra, 15 ב-ITER) וערכו הפוך לריבוע ערך "הרדיוס הקטן" של החדר הטורואידי. המחקר הזה התחיל על ידי גרינואולד בשנות ה-80 בצורה של ממשה לגמרי.

מאמר שלו, מ-1988

נחזור להודעה שאותה אנו מדברים:

לפי גרינואולד, האי-יציבות נובעת מקרינה מוגברת של הפלזמה בקצוות שמאפשרת להרדמה, ומסייעת להגדלת התנגדות. הזרם שזורם בפלזמה אז עובר מהקצוות למרכז, כך שהצפיפות של הזרם במרכז מגיעה לערך הגבול (הנקרא KS, פרופורציונלי לשדה הטורואידי), ממנה מתרחשת אי-יציבות מגלית-הידרודינמית (MHD): הפלזמה מתפתלת ומביאה לפגיעה בקיר התוקמאק שבו היא מתקררת. הזרם של הפלזמה מושך אז לפגיעה בקיר, מה שגורם להשמדה.

עם זאת, התחלה וסיום של התהליך אינם ברורים.

הגישה שהציעו L. Delgado ו-D. Gates מתמקדת ב"איילים מגנטיים" שנוצרים כשנגיע לגבול. הם מראים, על פי משוואות, שהאיילים הללו הם הסיבה להכחדה של הפלזמה.

הקשר בין האיילים והכחדה אינו חדש,

אבל הקשר בין סיבה לתוצאה לא נחשף במחקרים קודמים.

אז זהו הסצנה החדשה שהם מציעים: האיילים אחראים לשני אפקטים שליליים:

מצד אחד הם אוספים חומרים זעירים מהקירות של התוקמאק שמאפשרים להקררת הפלזמה,

ומצד שני הם פועלים כמו חיזויים נגד הוספת אנרגיה נוספת למערכת. כאשר העוצמה המוזנת הופכת למטה מהעוצמה שמשוחררת מהאיילים על ידי אפקט ג'ול, האיזון מתפרק.

האיילים מתפתחים עד שיגרמו להכחדה של הזרם החשמלי שמאפשר את החימום של הפלזמה. הפלזמה מתפוגמת תוך כמה מילישניות.

לא נשארו עוד אלא לבדוק את ההנחות הללו ניסויית, מה שצפוי בקרוב על התוקמאקים C-Mod של MIT ו-DIII-D של General Atomics בסן דייגו. בفضل הבנה חדשה של הבעיה, L. Delgado ו-D. Gates חשבו על פתרון אפשרי לשים צפיפות מעבר לגבול של גרינואולד:

היא תכלול הזרקת אנרגיה ישירות ללב האיילים.

אם הפעולה הזו תצליח, התנאים הנדרשים לתפוצצות (טמפרטורה גבוהה וצפיפות גבוהה) יוכלו להיות מושגים בצורה הרבה יותר קלה בעתיד.

"אם..." כפי שאמרו הליסדמוניאנים

למידע נוסף, קשרים:

• אתר רשמי של "משרד האנרגיה של ארצות הברית": http://science.energy.gov/ - אתר רשמי של "מעבדת פלזמה של פרינסטון": http://www.pppl.gov/ - אתר רשמי של ITER: http://www.iter.org/ - אתר רשמי של "מרכז מדעי הפלזמה והתפוצצות" ב-MIT: http://www.psfc.mit.edu/research/alcator/ - אתר רשמי של צוות "מחקר התפוצצות גרעינית של General Atomics" בסן דייגו: https://fusion.gat.com/global/Home

• מאמר חינוכי של D.F. Escande על פלזמה תרמונוקלארית מוחזקת מגנטית: http://redirectix.bulletins-electroniques.com/9cUmA

• תיק של CEA על התפוצצות מגנטית: http://www-fusion-magnetique.cea.fr/ - מידע כללי על התפוצצות: http://redirectix.bulletins-electroniques.com/QWoZ1

• BE מספר 282: "פיתוח התפוצצות גרעינית על ידי חימום אינרטיאלי: האקדמיות האמריקאיות מעדיפות": http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/69455.htm

עורכי מאמרים:

קתרין מרואה, מנהלת מדעית משלמת;

deputy-phys.mst@consulfrance-houston.org;

תמצאו את כל הפעילויות שלנו ב- http://france-science.org.

מה שממשיך מופיע ממאמר חדש יותר (הרצאה מ-2001)

מאמר של גרינואולד, 2001

אם תקראו את המאמר של גרינואולד, תראו עד כמה זה לא מבוסס על בסיס תיאורטי.

זה פשוט ממשה.

הוא התחיל בהשראה, בדמיון, והבדיל. והגרפים שנותרו נראה תואמים את מה שחשב. אך אין קשר מובהק של סיבה לתוצאה. זה מראה את חוסר היכולת של התיאורטיקנים לשלוט בבעיה של פלזמות חמות שמחוות בשדות מגנטיים.

גרינואולד הוא מperimental, שסיים את תזה שלו על המכונה ALCATOR, באמריקה, בשנות ה-80. הוא הגדיל את הצפיפות בפנימיות על ידי הזרקת קוביות של מים קפואים. זה יצר עלייה מוקדמת בצפיפות, אך שברר במהרה בכל הפנימיות. הוא זיהה ערך גבול של צפיפות, שניסה למדוד עם ערכים שונים של זרם פלזמה, פרמטר עליה היה יכול לשלוט. זהו הרגע שבו ראה שהצפיפות הקריטית תלויה בריבוע עוצמת הזרם, בצורה די מדויקת. אך זה היה רק תצפית של מperimental.

בהמשך הוא שיפר את העבודה שלו, והדבר הבא מופיע מהרצאה מ-2001

אחד הגרפים שגרינואולד התייחס אליהם כמקרים של הפרעות.

בנוגע להפרעות, הוא נותן במאמר שלו גרף שמראה את החריפות של הירידה של הזרם:

הנה המסקנה שנותר לגרינואולד:

• זהו התקדמות משמעותית בהבנת בעיה חשובה ומעניינת (...)

• מפתיע שחוק ממשה פשוט יכול לשלוט בבעיה מורכבת כזו.

• העובדה שהחוק הזה יכול להישלח גם על סדרה רחבה של מערכות חימום מפתיעה.

• ........

• אך להבין את המקור של התופעה הזו עדיין מהווה אתגר.

החלנו לניסות על תוקמאקים בשנות ה-50, כלומר עבדנו במשך עשורים על פני תופעה חדה, משמידה, שלא הבנו כלל. אני זוכר את השיחה של שעה שעשיתי עם פיליפ גנדריך, מנהל מחקר ב-IRFM, שמתאר את הגבול של גרינואולד כ"גורם חשוב".

זוהי שליטה ממשית על תופעה, שנצפתה לפני רבע قرن על ידי "חוק מהנדס", שמבין שלו לא התפתח מרגע אחד.

שימו לב שגנדריך מתנגד בפומבי כלפיתי, גם בתצוגה מוקלטת (ולכן מופצת לאינטרנט).

"חוק מהנדס" שנוצר על ידי גרינואולד, כפי שקרא לו האידיוט שכתב את עשר העמודים עליי באתר של CEA, הוא דוגמה לכל מה שיש לנו כדי לנהל תוקמאק, מכונה בעייתית כמו ITER. קראתם שגרינואולד חשב שהפרעות נובעות מהתופעה שמביאה ליצירת קצוות, ואז מתפשטת ללב הפלזמה.

לנהל ניסוי קטן עם "חוקות מהנדס" – זה עדיין אפשרי. אך זה לא אחראי לשים על בסיסים של "הניסוי הפיזיקלי הגדול ביותר אי פעם בעולם".

המאמר שנדון בדף זה, של L. Delgado ו-D. Gates, הושלם כ"גילוי גדול" בجريدة "l'Usine Nouvelle". דלגו וגייטס מציעים שהפרעות נובעות מהלב של הפלזמה, ולא דרך אי-יציבות בקצוות שמייצרות קירור, שמתפשט ללב (כמו שעשה גרינואולד). הם מציינים על "איילים" שמתפתחים בפלזמה ומייצגים טורבולנץ' מגנטית בקנה מידה גדול. בפועל, ההתקדמות של החוקרים הזו מציינת את העניין שנמצא בביטויים, במשוואה.

הפלזמה של התוקמאקים מטונפת

בכפוף

בגלל שחרור של אטומים, של אבקה מיקרוסקופית מהקיר. אטומים אלו, או אגреги אטומים, יש להם מספר אטומי גבוה (כמו טונגסטן שכאשר מIONIZED יכול להכיל עשרות מטענים חשמליים). אך האيونים הם הסיבה לעלייה בפסדים רדיואטיביים, על ידי קרינה של עיכוב. זו צוברת כמו ריבוע המטען האיונתי. לכן פליטה של אيونים שחררו מהקיר = קירור רדיואטיבי של הפלזמה. מתחת לטמפרטורה מסוימת, הפלזמה הופכת למשתנה.

לפני שתהיה הפרעה, התנגדות הפלזמה מינימלית. ב-ITER ניצור זרם של 15 מיליון אמפרים, בעזרת שדה מושרה (על ידי עלייה איטית של שדה מגנטי שנוצר על ידי סולנואיד קרוב לציר המכונה, מונח אנכית), שדה מושרה שקטן מהוולט למטר. לכן התנגדות הפלזמה היא של מליוני אום. לשני סיבות. ראשית, הפלזמה לא צפופה (לחץ המילוי מתאים ל-1/100 מ"מ של כספית). שניה, האלקטרונים, שזורמים במהירות רבה, רואים את הסיכוי למשוך עם האيونים להישבר. אך אפקט ג