Permintaan hak jawab dari CEA
Permintaan hak jawab, diajukan kepada CEA
setelah publikasi teks yang merusak reputasi saya
23 Januari 2012
29 Maret 2012: tidak ada tanggapan
Pada 17 November 2011, CEA memasang teks di situsnya yang menggambarkan tulisan saya sebagai ketidakjujuran intelektual. Berikut adalah teks lengkap yang dimaksud, 4.625 kata, tiga puluh ribu karakter:
Tanggapan terhadap makalah "ITER: Kronik Kegagalan yang Dibawa" oleh Jean-Pierre Petit, yang diterbitkan pada 12 November 2011 dalam jurnal Nexus, disiapkan oleh Komisi Energi Atom dan Energi Alternatif. 17 November 2011.
Pendahuluan Argumen yang dikembangkan dalam artikel oleh Tn. J.P. Petit, anggota asosiasi anti-nuklir Prancis "Sortir du nucléaire", bertujuan untuk menolak proyek ITER dengan membangkitkan ketakutan yang tidak masuk akal, dibangun atas kutipan-kutipan yang diambil dari konteksnya dari tesis doktoral yang baru disusun oleh Institut Penelitian Fusi Konfinement Magnetik CEA dan dipertahankan pada November 2010 di Pendidikan Doktoral École Polytechnique mengenai fenomena gangguan tertentu yang dapat terjadi selama operasi ITER.
Gangguan, fenomena yang telah dikenal sejak lama, adalah ketidakstabilan yang dapat berkembang dalam plasma Tokamak. Dengan energi tinggi, ia menyebabkan kegagalan konfinemen magnetik dan berujung pada loncatan listrik intensitas tinggi ke dinding ruang hampa, yang mengancam merusak dinding tersebut.
Tesis berkualitas tinggi ini didasarkan pada 50 tahun kerja sama komunitas ilmiah global yang terdiri dari ribuan profesional di seluruh dunia, dan merupakan dasar yang diakui dalam perdebatan ilmiah saat ini mengenai topik ini.
Ada banyak literatur tentang gangguan, khususnya dalam artikel-artikel yang diterbitkan secara rutin dalam jurnal "Nuclear Fusion". Artikel-artikel ini menjadi dasar fisika resmi dan publik dalam perancangan ITER.
Dengan menyadari bahwa artikel Tn. J.P. Petit hanya memilih kutipan-kutipan tertentu dari karya yang secara sah menunjukkan perhatian yang harus diberikan komunitas ilmiah terhadap fenomena gangguan, kita tidak dapat menyimpulkan selain niat jelas untuk menciptakan polemik politik dan keburukan dari Tn. J.P. Petit, bukan hasil kerja ilmiah berkualitas yang dilakukan dengan semangat kritis konstruktif dan bertujuan untuk mendorong kemajuan topik ini.
Kami merasa prihatin melihat bagaimana informasi ilmiah yang diterbitkan dalam jurnal bergengsi internasional, para penulisnya, bahkan pembaca artikel itu sendiri, dimanipulasi demi tujuan politik yang bertentangan dengan riset dan kemajuan pengetahuan.
Dengan perilaku intelektual yang tidak jujur seperti ini, Tn. J.P. Petit secara otomatis mencabut dirinya dari perdebatan, baik ilmiah maupun sosial.
Dokumen ini bertujuan untuk menjawab poin-poin yang paling keliru dalam analisis Tn. J.P. Petit, baik dari segi ilmiah maupun ketidaktahuan terhadap konteks penelitian secara umum, serta menyediakan pembaca dengan kunci utama untuk memahami konteks tersebut dan peran tepat ITER dalam penelitian fusi magnetik selama dekade-dekade mendatang.
Analisis kritik Tn. J.P. Petit.
Argumen utama Tn. J.P. Petit adalah bahwa ITER tidak dapat bertahan terhadap gangguan, yang sesungguhnya merupakan berhentinya plasma secara cepat. Mari kita analisis secara rinci kritik-kritik dalam artikel tersebut (kutipan dari artikel ditulis miring).
Halaman 91, "Dari pembacaan ini, terlihat bahwa fusi konfinemen magnetik dan fisika Tokamak, yang sangat kompleks, sama sekali tidak dikuasai oleh para teoretisi. Tidak ada pemodelan perilaku plasma dalam mesin ini yang representatif, dalam arti bahwa akan tetap sangat sulit untuk mengelola, bahkan dengan superkomputer terkuat di dunia, masalah yang melibatkan 10²⁰ hingga 10²² partikel bermuatan listrik yang saling berinteraksi."
Pernyataan ini mengejutkan dari seseorang yang mengklaim sebagai "spesialis terkemuka dalam fisika plasma". Contoh-contoh teori dan model yang bekerja dengan sangat baik pada jumlah besar partikel tidak sedikit. Ternyata, Magnetohidrodinamika (MHD) adalah ilmu yang memungkinkan deskripsi dinamika plasma atau fluida konduktor yang memiliki jumlah partikel sangat besar. Kekuatan komputasi saat ini bahkan memungkinkan simulasi dalam skala sebenarnya. Kecuali jika menyangkal karya sendiri dari komunitas ilmiah yang pernah menjadi bagian dari Tn. J.P. Petit lebih dari 20 tahun lalu, Tn. J.P. Petit tidak dapat secara serius mendukung klaim bahwa simulasi sistem dinamis dengan jumlah besar partikel adalah mustahil.
Dengan demikian, tidak ada yang pernah mengklaim bahwa Tokamak dirancang berdasarkan simulasi numerik. Dalam praktiknya, spesifikasi teknis Tokamak terhadap ketahanan terhadap gangguan didasarkan pada "hukum", yang disebut "hukum insinyur" mengenai energi dan waktu karakteristik dalam proses ini. Nilai-nilai yang dipilih untuk ITER telah divalidasi oleh eksperimen yang dilakukan di banyak Tokamak selama lebih dari setengah abad. Simulasi numerik gangguan baru muncul belakangan, terutama dalam tesis Tn. C. Reux yang sangat ditekankan oleh Tn. J.P. Petit.
Faktanya, hasilnya sangat menjanjikan, meskipun akurasinya masih bisa ditingkatkan. Perlu ditegaskan kembali bahwa simulasi ini merupakan penyempurnaan dalam pemahaman plasma Tokamak, bukan dasar perancangan ITER yang telah lama divalidasi oleh "hukum insinyur" yang disebutkan sebelumnya.
Halaman 91: "Semua Tokamak di dunia, termasuk Tore Supra dan JET, menjadi tidak terkendali akibat berbagai penyebab yang sangat beragam."
Pernyataan ini jelas keliru dan benar-benar menyesatkan: Tore Supra dan JET beroperasi secara memuaskan dan sangat aman sejak 1988 dan 1983 masing-masing, yaitu lebih dari 20 tahun bagi Tore Supra dan hampir 30 tahun bagi JET. Gangguan terjadi secara rutin pada kedua mesin ini (seperti pada semua mesin lainnya), tetapi tidak pernah menyebabkan kerusakan atau kehilangan konfinemen produk beracun, seperti yang dibayangkan dalam skenario Tn. Petit. 30 tahun operasi tanpa insiden utama jelas bukan kondisi yang bisa disebut "tidak terkendali"!
Halaman 92: "Gangguan ... menghasilkan gaya yang mampu membengkokkan struktur dinding seperti jerami kecil." Elemen permukaan pertama dan struktur Tokamak, khususnya ITER, tentu dirancang untuk tahan terhadap gaya yang dihasilkan oleh gangguan, termasuk yang paling kuat yang mungkin dibayangkan. Elemen-elemen ini disusun sedemikian rupa untuk meminimalkan arus listrik yang mengalir selama gangguan, sehingga membatasi gaya tarik yang dapat mereka alami. Selain itu, dalam situasi ekstrem yang menyebabkan kerusakan permukaan pada elemen-elemen ini, elemen-elemen tersebut dirancang agar dapat diganti.
Foto yang ditampilkan dalam artikel dan diambil dari tesis (elemen Tore Supra yang rusak akibat gangguan) sangat ilustratif: itu adalah "jarum" (elemen permukaan pertama) yang melengkung di Tore Supra akibat gangguan: elemen tersebut telah diganti, jalur arus telah diperbaiki, dan Tore Supra beroperasi secara normal setelahnya!
Jelas bahwa selama tahap pengoperasian bertahap ITER, situasi semacam ini akan terjadi dan cacat yang terdeteksi akan diperbaiki, seperti yang terjadi dalam semua instalasi industri atau penelitian pada tahap awal operasinya (lihat kondisi CERN pada tahun 2009). Jelas bahwa mesin akan diuji dengan arus lebih rendah dari nilai nominal untuk meminimalkan kerusakan potensial selama tahap pengujian ini.
Halaman 93: "Suku cadang yang terjadi secara tak terhindarkan akan mencapai 15 juta Ampere (150 juta ampere pada penerusnya, DEMO). Dampak kekuatan sebesar itu akan menembus ruang hampa. Lapisan Berilium ... akan menguap dan menyebarkan bahan yang terbuat darinya, bersama dengan tritium; beracun secara radiasi, yang terkandung dalam ruang." Pernyataan ini dua kali salah. Dengan asumsi bahwa dalam kondisi ekstrem, kebocoran ruang hampa terjadi pada ITER akibat gangguan, tidak akan ada pelepasan Berilium atau Tritium keluar dari instalasi: ruang hampa dikelilingi oleh serangkaian penghalang konfinemen yang tidak akan terpengaruh oleh gangguan. Selain itu, DEMO pasti tidak akan beroperasi pada 150 MA, tetapi pada arus sekitar tingkat ITER (15-20 MA). Ekstrapolasi spekulatif dan tegas dari Tn. Petit menunjukkan pemahamannya yang dalam terhadap fisika dan teknologi Tokamak.
Halaman 93: "Gaya Laplace, yang mencapai ribuan ton, dapat membengkokkan struktur mesin, memaksa penggantian atau bahkan perbaikan total instalasi." Mengukur gaya dalam ton sangat mengejutkan dari seseorang yang mengklaim sebagai fisikawan.
Gaya diukur dalam Newton dan massa dalam gram atau ton. Gaya Laplace yang dihasilkan oleh ITER diperkirakan bisa mencapai miliaran Newton. Elemen struktur ITER dirancang untuk tahan terhadap gaya sebesar miliaran Newton—jadi tidak akan pernah perlu diganti. JET telah bertahan selama 30 tahun terhadap gangguan yang menghasilkan gaya sebesar miliaran Newton. Instalasi dibangun untuk menahan gaya sebesar itu tanpa deformasi.
Halaman 94: "Tidak ada cara untuk mengekstrapolasi dan menggunakan kembali data yang ada ... insiden ini, yang tak terhindarkan saat diterapkan, dapat menyebabkan kehancuran ITER bahkan pada pengujian pertama." Pernyataan tegas ini keliru. Faktanya, ada cara dan kode yang sangat andal untuk memperkirakan arus "halo" yang terkait dengan gangguan, tingkat ketidakseimbangan arus dalam arah toroidal, serta gaya yang bekerja pada ruang hampa. Perkiraan ini diperkuat dari basis data ("ITER disruption database") yang diisi berdasarkan pengamatan pada banyak Tokamak dengan ukuran bervariasi. Seperti disebutkan sebelumnya, ada juga simulasi numerik MHD yang semakin akurat yang memungkinkan estimasi terperinci mengenai sifat halus gangguan, tetapi simulasi ini tidak digunakan dalam perancangan ITER karena keputusan yang diambil telah dibuat sebelum pengembangan teknik simulasi ini. Sekarang simulasi ini digunakan untuk pemahaman mendalam, verifikasi, dan bantuan dalam menentukan pengujian awal, eksperimen mendatang, serta pengoperasian hasilnya. Perlu ditegaskan kembali bahwa pengujian awal ITER akan dilakukan dengan arus plasma yang lebih rendah (seperti pada mesin lain), dengan peningkatan daya bertahap, sehingga dalam kondisi tanpa risiko terhadap integritas mesin.
Halaman 94: "Berharap suatu hari dapat membuat Tokamak beroperasi tanpa gangguan sama sekali seolah-olah tidak masuk akal seperti memikirkan matahari tanpa letusan matahari, cuaca tanpa angin atau awan, memasak dalam panci yang penuh air tanpa edaran." Tokamak dapat beroperasi tanpa risiko gangguan jika plasma stabil terhadap mode MHD. Faktanya, ini adalah kondisi normal operasi sebagian besar Tokamak, dan ITER tidak akan terkecuali. Harus dihindari membingungkan ketidakstabilan dengan turbulensi. Gangguan disebabkan oleh ketidakstabilan yang sangat deterministik. Jika plasma stabil terhadap ketidakstabilan ini, tidak ada alasan mengapa gangguan akan terjadi karena konsistensi fisika deterministik. Poin penting ini telah dikonfirmasi oleh analisis basis data ITER yang disebutkan sebelumnya: tidak ada sifat acak dalam munculnya gangguan, meskipun fisikanya kompleks. Turbulensi (gambar panci) terkait dengan banyak ketidakstabilan pada skala kecil. Faktanya, turbulensi bersifat kacau. Ini tak terhindarkan, tetapi tidak menyebabkan gangguan. Gangguan dapat masuk ke dalam kondisi turbulen, tetapi hanya setelah ketidakstabilan primer terpicu. Dalam hal ini, gambar yang ditampilkan oleh Tn. J.P. Petit sebagai ilustrasi tidak relevan: itu menunjukkan turbulensi yang sama sekali tidak ada hubungannya dengan gangguan.
Tentu saja, salah satu tujuan ITER adalah mengembangkan skenario stabil terhadap gangguan. Setelah skenario ini ditemukan, tidak ada alasan untuk khawatir bahwa skenario itu tiba-tiba menjadi disruptif.
Halaman 95: "Gangguan dapat merusak semua elemen Tokamak, termasuk sistem magnet superkonduktor, yang perlu diingat menyimpan energi kapal induk Charles de Gaulle yang melaju 150 km/jam." Pernyataan ini sekali lagi salah. Ruang hampa akan dilindungi oleh penutup yang dirancang untuk menghentikan neutron 14 MeV dari reaksi fusi, dan tentu saja elektron cepat dari gangguan, sehingga tidak akan mencapai magnet. Ulangi sekali lagi bahwa elemen struktur, termasuk magnet superkonduktor, dirancang tahan terhadap gangguan. Energi yang terlibat dalam gangguan sama sekali tidak sebanding dengan energi magnet toroidal. Ini lebih merupakan energi plasma (sekitar 350 MegaJoule untuk plasma ITER pada daya penuh) dan energi medan magnet disebut poloidal (sekitar 400 MJ)—keduanya tidak dilepaskan secara bersamaan—jadi sama sekali tidak sebanding dengan 51 GigaJoule yang disebutkan, atau kapal induk apa pun yang melaju 150 km/jam, meskipun itu Charles de Gaulle.
Halaman 95: "Jika ingin menggambarkan implementasi Tokamak, kita harus membayangkan seorang teknisi di hadapan ketel dan beberapa alat ukur. Jika jarum salah satu alat menunjukkan sedikit getaran, satu-satunya tindakan yang bisa dilakukan adalah memadamkan api dengan selang pemadam kebakaran." Sekali lagi, ketidaktahuan tentang apa itu Tokamak dan manipulasi fakta demi tujuan politik. Tore Supra dilengkapi 40 alat ukur terus-menerus, JET sekitar 80, dan ITER akan memiliki lebih banyak lagi. Mengatakan "beberapa alat ukur" sangat meremehkan. Mengenai "selang pemadam kebakaran", waktu yang tersedia untuk menghentikan atau memperlambat elektron cepat diperkirakan sekitar 10 ms. Diperkirakan diperlukan injeksi 10²² elektron per meter kubik untuk menghentikan secara halus (lihat dokumen referensi "ITER Physics Basis" yang memberikan dasar perancangan fisika ITER, diterbitkan di Nuclear Fusion dan ditandatangani oleh seluruh komunitas global). Ini bukan tugas yang mustahil!
Faktanya, studi tentang injeksi gas besar-besaran sebagai cara menghentikan elektron cepat adalah inti dari tesis C. Reux. Teknik lain sedang diteliti oleh beberapa tim di dunia, termasuk satu dari CEA, untuk memilih yang memberikan kinerja terbaik dengan biaya terendah.
Hasil saat ini menjanjikan, dan wajar untuk berharap bahwa salah satu, atau bahkan beberapa, metode inovatif ini—di luar yang sudah tersedia—akan siap pada 2019-2020 untuk plasma hidrogen pertama, dan jauh lebih siap pada 2026 dengan plasma deutrium-tritium pertama.
Halaman 95: "Kita bisa heran mengapa otoritas keselamatan nuklir tidak pernah menyebutkan bahaya ini ..." Sangat keliru memahami apa itu otoritas keselamatan nuklir dari tujuh mitra ITER (Jepang, Korea Selatan, India, Tiongkok, Amerika Serikat, Federasi Rusia, Uni Eropa) dan Prancis untuk berpikir sejenak bahwa mereka mungkin tidak pernah menyebutkan hal ini, jika gangguan seberbahaya seperti yang dibayangkan Tn. Petit.
Kalimat jahatnya bertujuan membuat orang berpikir bahwa gangguan telah disembunyikan dari berbagai lembaga evaluasi. Tentu saja tidak demikian. Gangguan banyak dibahas dalam literatur, khususnya lebih dari 35 halaman didedikasikan untuk ini dalam "ITER Physics Basis", diterbitkan di jurnal Nuclear Fusion pada tahun 2007 (melengkapi laporan awal tahun 1999).
Publikasi internasional tentang topik ini mencapai ratusan. Menyiratkan bahwa topik ini dihindari atau disembunyikan adalah bertentangan dengan kenyataan.
Yang mengejutkan adalah bahwa Tn. J.P. Petit, yang mengklaim pendekatan ilmiah, mendukung pernyataannya yang tegas terutama berdasarkan pembacaan dangkal terhadap karya tesis Tn. Reux, dan dengan sombong mengabaikan ribuan halaman yang didedikasikan untuk topik gangguan dalam jurnal ilmiah yang secara luas diakui. Kita tidak bisa tidak heran atas keheranannya.
*** Setelah menunjukkan keberlebihan pernyataan Tn. Petit, sekarang saatnya menjawab secara ringkas pertanyaan sah publik mengenai proyek penelitian ITER: bagaimana sebenarnya operasi Tokamak ITER dan posisinya terhadap gangguan?
Penelitian fusi magnetik dan peran ITER Penelitian fusi nuklir melalui konfinemen magnetik adalah penelitian yang disebut "sosial", dalam arti bahwa ini menggabungkan keterampilan ilmiah dan teknis sebisa mungkin secara koheren untuk mencapai tujuan tunggal, yaitu mengembangkan sumber energi berbasis pada prinsip fusi dua inti ringan dalam kondisi seaman mungkin. Tn. Petit dalam pengantar mengingatkan dengan benar bahwa, secara ringkas, kita dapat berbicara tentang domestikasi energi fusi di Bumi, energi yang dihasilkan di bintang-bintang, khususnya Matahari. Tugas besar memang yang ingin kita raih!
Tantangan ini, karena memang merupakan tantangan, pertama-tama terdiri dari verifikasi bahwa reaksi semacam itu dapat dilakukan di Bumi, dan lebih jauh lagi, bahwa dapat dilakukan dalam skala manusia. Kabar baik, hasil nyata dan luar biasa dari komunitas ilmiah adalah bahwa memang mungkin menemukan titik operasi untuk reaksi fusi nuklir yang sesuai dengan realisasi "manusia".
Dengan kata lain, perancangan fisika yang digunakan menunjukkan bahwa reaktor jenis ini dapat diwujudkan dalam instalasi industri yang sebanding dengan yang kita kenal saat ini untuk produksi listrik secara massal.
Ini merupakan langkah krusial dalam melanjutkan penelitian ini. Langkah ini telah tercapai pada akhir tahun 1990-an, khususnya melalui demonstrasi eksperimental di Tokamak Eropa JET, yang dipuji secara universal dan menandai akhir dari fase panjang, tetapi penting dalam sejarah fusi: "Fase Pionir". Beberapa buku khusus telah ditulis tentang fase ini dalam sejarah fusi, tetapi penting untuk menekankan kesimpulan utamanya dalam istilah yang mudah dipahami oleh publik umum dan orang-orang yang tertarik pada pilihan masyarakat kita.
Fase Pionir secara khas dibagi menjadi dua periode. Periode pertama mencakup dua dekade antara "deklasifikasi" penelitian (1958) dan keputusan pembangunan JET (1980); periode kedua mencakup dua dekade berikutnya yang ditandai dengan pengoperasian Tokamak besar, yang terbesar masih JET saat ini, dan berakhir dengan keputusan kolektif pembangunan ITER (2005).
Dalam periode pertama, banyak jalur dieksplorasi di seluruh dunia, bersaing ketat untuk mengembangkan apa yang kita sebut konfigurasi magnetik, yaitu "kotak" tak berwujud yang bertugas mengkonfinement plasma sangat panas, yang semua orang pahami tidak bisa ditahan oleh dinding material.
Konfigurasi yang menang jauh dalam kompetisi ini adalah konfigurasi Tokamak, yang diajukan oleh para peneliti Rusia, dan belum tergantikan hingga kini.
Konfigurasi lain secara murni dan sederhana diabaikan, tetapi beberapa jalur alternatif tetap dipertahankan dan masih relevan. Jika konfigurasi Tokamak menang, itu tidak berarti bahwa konfigurasi ini sempurna atau ideal.
Periode kedua terdiri dari menentukan kinerja konfigurasi Tokamak, yaitu menetapkan "hukum insinyur" yang memungkinkan ekstrapolasi hasil yang telah dicapai untuk perancangan reaktor.
Sangat penting untuk dipahami di sini, seperti dalam proses industri apa pun, bahwa menyusun "hukum insinyur" tidak memerlukan pemahaman lengkap fisika di balik suatu fenomena.
Ini terjadi misalnya dalam bidang kedirgantaraan: pesawat kita terbang selama lebih dari 100 tahun, roket kita menuju bulan selama lebih dari 40 tahun, tetapi fisika turbulensi di sekitar sayap pesawat, meskipun dipahami secara garis besar, belum sepenuhnya "diselesaikan" dan masih menjadi objek penelitian. Mobil pertama dikembangkan dan dipasarkan oleh orang-orang yang tidak menguasai termodinamika mesin pembakaran secara menyeluruh. Proses normal dalam penelitian semacam ini, yang perlu diingat bahwa tujuannya bukan sekadar pengetahuan untuk pengetahuan itu sendiri, tetapi pengetahuan untuk menjawab kebutuhan dan memerlukan pengembangan peralatan atau proses inovatif yang mengintegrasikan banyak pengetahuan dan keterampilan, selalu menggabungkan informasi eksperimen (kita membuat prototipe, menguji, mengukur parameter studi, dan menganalisis hasil untuk memodelkan sistem saat beroperasi dan dengan demikian mengendalikannya), informasi teoretis (kita mempertanyakan proses fisika yang mengatur fenomena, kita menetapkan persamaan, menyelesaikannya, dan membandingkannya dengan hasil eksperimen), tetapi juga "model insinyur", yang mereplikasi perilaku secara ad-hoc, dan biasanya merupakan hukum sederhana dengan parameter yang disesuaikan berdasarkan eksperimen. Iterasi terus-menerus antara aktivitas-aktivitas ini yang memungkinkan kemajuan terus-menerus menuju hasil.
Tn. Petit melakukan percampuran di tingkat ini dalam seluruh analisisnya, dan meskipun benar bahwa fisika plasma masih jauh dari dipahami secara mendasar, sangat keliru untuk mengklaim bahwa pengetahuan ini adalah prasyarat bagi kinerja baik ITER.
Terlalu cepat mengabaikan atau memandang proses penelitian terapan secara terlalu sederhana. Di sisi lain, tentu saja komunitas ilmiah fusi tidak menghentikan upaya pemahaman dasar, karena ini adalah kunci akhir dari optimasi proses semacam ini. Perkembangan simulasi tingkat terbaik dunia dan penggunaan luas sumber komputasi canggih membuktikan hal ini jika diperlukan. Prancis sendiri dapat bangga memimpin dalam penelitian ini di posisi terdepan dunia pada beberapa bidang, termasuk proses turbulen yang mengatur konfinemen plasma, kunci kinerja, dan magnetohidrodinamika (MHD) nonlinier, yang mengatur stabilitas plasma yang sama.
Tn. Petit, yang mengklaim sebagai mantan spesialis MHD sendiri, tidak dapat tidak mengetahui kemajuan besar dalam simulasi MHD plasma Tokamak, beberapa di antaranya dilakukan oleh Tn. Cédric Reux dalam tesis yang secara murah hati dikutip oleh Tn. Petit sendiri.
Lalu bagaimana dengan ITER dan peran tepatnya? Jika ada satu gagasan yang terus hidup saat berbicara tentang ITER, itu adalah menggabungkan proyek kompleks dan besar ini sebagai akhir dari sejarah.
Sebelum mempertanyakan apa itu ITER, penting untuk memahami apa yang bukan ITER. ITER bukan reaktor fusi, tidak lebih untuk tujuan komersial maupun prototipe.
ITER adalah mesin penelitian maju, hasil dari sintesis kolektif dan lengkap dari hasil periode pionir, yang—ingat sekali lagi—telah memvalidasi kelayakan ilmiah fusi magnetik. Penelitian ini bisa saja menyimpulkan bahwa fisika membutuhkan "mesin" dengan diameter 100 meter, atau medan magnet yang tidak mungkin secara fisik. Tidak demikian halnya, dan justru hukum skala yang dikembangkan dan diuji dengan ketelitian ilmiah yang sesuai yang memungkinkan kita menyatakan hal ini. Hasil JET pada akhir tahun 1990-an sebenarnya mengonfirmasi bahwa dengan menggunakan campuran deutrium dan tritium yang sebenarnya, hasilnya sesuai dengan ekstrapolasi dari hasil deutrium murni. Tn. Petit benar ketika mengatakan bahwa kehadiran tritium sangat penting untuk produksi reaksi fusi, tetapi salah ketika menyiratkan bahwa tritium tidak digunakan karena mahal atau "berbahaya". Tidak ada alasan yang valid untuk melakukan semua pengembangan dan pengujian dengan tritium di JET, padahal kita bisa mengextrapolasi perilaku plasma fusi (dan dalam kasus ini berdasarkan prinsip-prinsip dasar mekanika kuantum) dari plasma deutrium.
Masalah tritium secara esensial terpisah dari sisa masalah fisika, dan kehadirannya hanya menjadi penting ketika kita beralih ke "skala sebenarnya", yang justru merupakan salah satu peran utama ITER.
Sejak tahun 1990-an, ITER telah diberikan misi ilmiah yang jelas, terkait dengan pertanyaan-pertanyaan yang diharapkan dapat dijawab, atau ekstrapolasi yang diharapkan dapat dikonfirmasi karena ITER akan menjadi yang pertama yang bisa mendapatkannya dalam skala sebenarnya. Misi ilmiah ini terutama tiga jenis:
Menghasilkan plasma deutrium dan tritium di mana energi yang dilepaskan oleh reaksi mendominasi energi yang dibutuhkan untuk mempertahankan proses. Kami menetapkan faktor amplifikasi sekitar 10 antara daya yang disuntikkan untuk memicu reaksi dan daya yang diterima dalam plasma. Untuk mencapai hasil utama ini, ITER tidak hanya harus mengonfirmasi bahwa ekstrapolasi benar, tetapi juga berkontribusi pada hasil besar mengenai perilaku plasma semacam itu, terutama dalam hal konfinemen dan stabilitas.
Menghasilkan plasma deutrium dan tritium di mana energi yang dilepaskan oleh reaksi secara signifikan berkontribusi pada pemeliharaan proses, dan lebih lanjut lagi dalam kondisi durasi yang memprediksi operasi reaktor, yaitu mendekati apa yang kita sebut stasioner. Kondisi kedua ini menimbulkan kewajiban tambahan terhadap dukungan arus plasma oleh sistem daya tambahan.
Akhirnya, menguji kondisi-kondisi yang mendekati yang disebut "ignition", yaitu kondisi di mana kita berusaha meminimalkan daya total yang disuntikkan, untuk lebih memahami titik operasi reaktor masa depan. Sejalan dengan misi ilmiah di atas yang diberikan kepada ITER, ITER juga menandai awal era baru bagi fusi dalam arti bahwa ia harus juga membuktikan kelayakan teknologi proses.
Artinya secara jelas bahwa ITER harus pada akhirnya membuktikan apakah fusi magnetik adalah proses yang dapat menghasilkan filosofi reaktor nuklir yang sama sekali berbeda dari yang ada saat ini.
Isu ini diambil sangat serius oleh semua pihak yang terlibat, yang masing-masing menjalankan peran mereka. Tim ITER bertanggung jawab atas mengusulkan mesin yang pada akhirnya harus memenuhi misi ini, serta mengusulkan protokol eksperimen yang satu per satu harus divalidasi oleh Otoritas Keselamatan Nuklir sebelum pengoperasian dan pemasukan tritium ke dalam mesin.
Seperti disebutkan di atas, ITER dapat beroperasi, dan memang akan beroperasi, tanpa tritium hingga semua tahap telah divalidasi.
Ini adalah alasan utama mengapa rencana eksperimen ITER saat ini memperkirakan antara 5 hingga 7 tahun operasi sebelum pemasukan tritium.
Setelah itu, ITER akan beroperasi secara bertahap dengan tritium hingga mencapai kinerja yang ditetapkan. Selama proses ini, seluruh komponen dan proses fisika akan diuji kembali, dimodelkan, dan dibandingkan dengan prediksi, melanjutkan kemajuan proses, tetapi kali ini secara terintegrasi. Hasilnya, jika sesuai dengan yang diprediksi saat ini, akan memvalidasi fusi magnetik sebagai proses yang cukup matang untuk mempertimbangkan tahap berikutnya prototipe reaktor (sering disebut DEMO) dengan dimensi industri dan profitabilitas yang tidak ada dalam misi ITER.
Halaman situs CEA yang menjadi sumber dokumen ini,
http://www-fusion-magnetique.cea.fr/en_savoir_plus/articles/disruptions
yang juga menyediakan terjemahan dalam bahasa Inggris.
Pertama, mengenai "produksi ekstrak terpotong", penulis (anonim) dokumen ini melewatkan teks ini yang lebih lengkap, yang telah tersedia di situs saya selama beberapa bulan dan didasarkan pada 880 baris yang diambil dari tesis Cédric Reux:
Pada bulan September 2011, sebuah konferensi tentang tokamak berkuasa besar diadakan di Princeton, Amerika Serikat:
http://advprojects.pppl.gov/ROADMAPPING/presentations.asp
Pada konferensi ini, Profesor Glen Wurden (20 tahun pengalaman dalam mesin fusi dan tokamak) :
mempresentasikan sebuah komunikasi yang berjudul :
Artinya:
Pengamatan risiko dan konsekuensi dari gangguan pada tokamak besar
http://advprojects.pppl.gov/ROADMAPPING/presentations/MFE_POSTERS/WURDEN_Disruption_RiskPOSTER.pdf
Kesimpulan beliau sama dengan saya.
Ketika komunikasi ini dalam bentuk powerpoint, penulisnya menyertakan dua video. Yang pertama ditujukan untuk menggambarkan apa yang terjadi saat ledakan bahan peledak. Berikut adalah halaman 18 yang dimaksud:
Selama komunikasinya, beliau memainkan suara yang dihasilkan oleh satu kilogram bahan peledak berkuat tinggi (ditempatkan di bawah tenda biru, dalam gambar sebelah kiri)
Berikut halaman yang sama, diterjemahkan ke dalam bahasa Prancis, panah menunjuk ke gambar yang dimaksud.
****Untuk menonton video pertama ini
Selama percakapan telepon selama satu setengah jam yang kami lakukan, saya menyampaikan bahwa saya ingin orang Prancis dapat mengakses video ini, dan beliau segera mengirimkannya kepada saya.
Lebih jauh, halaman 25, Wurden memperlihatkan sebuah film, yang diambil dengan kecepatan 2000 gambar/detik, menunjukkan efek dari hujan elektron yang terlepas pada dinding tokamak TFTR. Dalam eksperimen ini, arus plasma sebesar 1,6 juta ampere. Gangguan menghasilkan muatan elektron yang terlepas sebesar 700.000 ampere. Berikut ini saya langsung memasukkan halaman yang diterjemahkan ke dalam bahasa Prancis, dengan mengelilingi gambar yang terkait dengan video kedua ini dengan warna merah:
****Untuk menonton video kedua ini.
Gambar-gambar ini mungkin membingungkan beberapa pembaca. Sebenarnya, film ini menunjukkan rangkaian gambar negatif, bagian gelap sebenarnya memancarkan cahaya. Berikut ini saya mengekstrak beberapa gambar dengan melakukan inversi hitam/putih.
Anda dapat melihat hujan puing-puing yang dihasilkan dari ledakan lapisan pelindung akibat dampak ledakan elektron yang terlepas, sebesar 700.000 ampere. Fenomena ini tidak terkendali, dapat menyerang bagian mana pun dari ruang, termasuk bagian dinding pertama yang akan ditutupi oleh 1 sentimeter beryllium (sangat toksik dan karsinogenik). Ingatlah bahwa untuk ITER, koefisien penguatan oleh efek avalanch (dihitung), yang mengubah elektron termal menjadi elektron relativistik (yang kemudian memiliki energi antara 10 hingga 30 MeV) adalah 1016, dibandingkan 104 untuk JET dan Tore Supra. Intensitas gangguan pada ITER diperkirakan sebesar 11 juta ampere.
Dalam artikel yang memicu sepuluh halaman respons dari CEA, yang ditampilkan di awal halaman, disebutkan sebuah foto yang diambil dari mesin Tore-Supra. Nada yang digunakan mengisyaratkan bahwa semuanya kini telah kembali normal, dalam kendali. Sebagai informasi, ini telah dikomentari dalam sebuah konferensi yang diadakan pada tahun 2011. Lihat kutipan berikut:
Antara gambar 1 dan 2, terlihat hanya berlangsung setengah milidetik (sehingga sulit untuk bertindak ketika menghadapi fenomena yang begitu singkat). Dampak dari muatan elektron yang terlepas, relativistik (disebut runaway oleh orang Inggris), terlihat dalam lingkaran merah kecil pada gambar 1. Sangat terkonsentrasi. Dampak ini, di sini pada kubus komposit karbon CFC, segera menyebabkan pelepasan dan ionisasi atomnya, yang mengisi ruang. Dari sini muncul gambar 3 yang sepenuhnya jenuh dengan cahaya yang dipancarkan. Gambar 4 menunjukkan fragmen karbon yang dikeluarkan. Coba bayangkan ini dengan ... beryllium.
Hanya sebuah catatan singkat. Jika Anda sudah membaca tulisan saya atau tulisan saya tentang tokamak, Anda akan melihat bahwa medan magnet yang berusaha mengendalikan ion dan elektron memiliki garis gaya berbentuk spiral yang tidak terlalu berputar (garis putih dengan panah, pada latar belakang plasma, merah).
Tanpa komponen "poloidal", yang diciptakan oleh arus plasma, medan ini tidak akan berputar. Garis gaya akan menjadi lingkaran biasa (biru).
Medan magnet "toroidal" (garis medan biru, kumparan merah )
Namun karena kumparan lebih rapat di dekat sumbu mesin, medan yang dibuatnya di daerah ini lebih kuat. Padahal:
- Plasma menghindari daerah dengan medan magnet yang kuat.
Berdasarkan hal ini, ide untuk mengendalikannya muncul, karena medan lebih kuat di sekitar kumparan, baik itu superkonduktor atau tidak.
Dua gaya saling bertentangan. Gaya tekanan yang terjadi dalam plasma, yang meningkat dengan densitas dan suhunya, menurut hubungan
p = n k T
di mana p adalah tekanan, n jumlah ion per satuan volume, dan T suhu absolut. k adalah konstanta Boltzmann, yang bernilai
k = 1,38 10-23
Kita dapat merangkum cerita ini dengan mengacu pada tekanan magnetik:
Dalam ruang toroidal yang dilengkapi kumparan, medan lebih kuat di dekat sumbu, di mana kumparan lebih rapat. Maka tekanan magnetik yang lebih besar cenderung mendorong plasma. Tidak baik ....
Pada tahun 1951, orang Amerika Lyman Spitzer (1914-1997), seorang pionir dunia dalam fisika plasma, segera menyarankan untuk menggulung ruang itu sehingga menyerupai pita spiral.
L. Spitzer, meninggal pada tahun 1997
Dari sini muncul ide tentang Stellarator.
Stellarator
Semua orang merasa ini sangat rumit (jadi mahal). Para peneliti lebih memilih untuk beralih ke ide yang datang dari dingin, yang tidak akan diungkap oleh orang Rusia hingga tahun 1958 : membuat arus plasma yang berputar, dibuat melalui induksi, yang menambahkan komponen ke medan magnet, memungkinkan "memutar plasma" seperti dengan "sendok elektromagnetik". Ini terlihat lebih sederhana daripada malapetaka yang merupakan Stellarator.
Namun, arus plasma ini (1,5 juta ampere dalam Tore Supra, 4,8 juta dalam JET, dan 15 dalam ITER) yang menciptakan gangguan. Arus ini membuat semua tokamak sangat tidak stabil.
Dalam hal plasma, ketidakstabilan muncul ketika medan magnet dibuat oleh arus yang mengalir dalam plasma (ini juga terjadi pada Matahari, yang memiliki ketidakstabilan MHD-nya sendiri, yang berkembang menjadi analog sempurna dari gangguan yang disebut erupsi matahari.
Eruption solaire L 'image ci-dessus est assez parlante. Bien que nous n'ayons pas une compréhension précise de ce qui se passe exactement sous la surface du Soleil, laquelle est à 6000°C, il y a lieu de penser que son "sous-sol" est constitué de "nouilles", de tubes de courants, dotés d'une géométrie compliquée. Imaginez une sphère qu'on aurait bourrée de chambre à air de bicyclette, plus ou moins gonflées. La pression de l'air dans ces chambres, c'est la pression-plasma. La pression magnétique, c'est la contre-pression exercée par les tensions qui règnent dans le caoutchouc de ces chambres-tubes de courant.
D e temps en temps, la pression plasma qui règne dans une de ces "chambre à air" devient plus élevée que sa pression de confinement, magnétique. Alors celle-ci jaillit hors de la surface solaire, en formant une belle arche, visible ci-dessus. C'est de la MHD à 150 %. Ces arches s'épanouissent au delà de la surface du Soleil. Dans la partie sommitale, les lignes de champ magnétique sont moins serrées. Ce qui veut dire que le champ magnétique qui règne en haut de l'arche est moins élevé que celui qu'on trouvera en ses "pieds". Or on sait que les plasmas "fuient les régions où le champ magnétique est plus intense".
A insi les deux piliers de cette arche de plasma vont se comporter comme des accélérateurs de particules naturels , qui vont communiquer une forte vitesse ascendante aux ions et aux électrons, lesquels entreront en collision au sommet de l'arche. Cette vitesse acquise se transformera en vitesse d'agitation thermique, donc en pression. Cele-ci fera éclater le sommet de l'arche comme une hernie de chambre à air qui ne parvient plus à contenir la pression de l'air. .
L 'arche se transformera alors en deux jets de plasma, crachant des ions et des électrons formant un milieu porté à une température allant de 3 à 10 millions de degrés. Ainsi s'explique la forte température de la couronne solaire, ainsi que la violente des tempêtes qui frappent la haute atmosphère terrestre, près des pôles magnétiques de la Terre, quand le Soleil fait une grosse colère.
En bas, à gauche, ce qui subsiste d'une arche-éruption solaire : un jet de haute énergie C hez nous, les aurores boréales sont les effets physiques, dans la haute atmosphère des disruptions qui se produisent dans le Soleil, péridiquement, obéissant à des "lois-ingénieurs" (ce qui est une autre façon de dire qu'on ne sait pas comment ça marche)
Dans le Stellarator, pas de courant plasma, donc pas de disruptions ! L'idée reprend du poil de la bête. Le Japonais en ont construit un. Le Allemands finissent le leur (le Wendelstein 7X de Greiswald, à l'Institut Max Planck).
Regardez ses bobines, elles sont ... gauches :
50 bobines supraconductrices pour le Stellarator allemand.
Depuis que l'électricité a été inventée, on sait que quand on fait passer un courant dans une spire, elle est le siège de forces qui tendent à la faire éclater. Vous avez tous vu ça au lycée.
Dans les années soixante, dans mon labo, on fabriquait des bobines dans lesquelles passaient 54.000 ampères. Il fallait sacrément les brider, sinon on les retrouvait ... dans les murs ! (rappelez-vous qu'avant d'être théoricien, j'ai été expérimentateur. A ceux qui objecteraient que cette expérience est bien lointaine, je rappellerai que ma dernière communication, dans un grand colloque international de MHD, à Jeju, en Corée, date de septembre 2010. Un travail fait ... dans un garage).
Les bobines de la machine Tore Supra sont de simples cercles, donc les problèmes de résistance des matériaux sont ipso facto minimisés.
La chambre de Tore Supra, de section circulaire
Les bobines du JET on la forme de la lettre " D ". Mais elles se situent dans un plan. Ceci étant, il faut quand même bien les brider, car les forces qui sont liées à un champ de 5,38 teslas sont considérables.
Les bobines du Stellarator allemand, gauches, posent des problèmes de tenue mécanique. Donc celles-ci ne produiront que 3 teslas seulement (ce qui donnera une pression magnétique, de confinement, 3 fois plus faible que dans le JET). Dans une chambre toroïdale, pour confiner le plasma, il faut viser un rapport pression magnétique sur pression plasma de l'ordre de 10. Si on perd un facteur 3, on sera du même coup limités en pression plasma, donc en densité et en température. Le volume de la champ du Stellarator allemand reste modeste : 30 mètres cubes , contre 100 mètres cubes pour le JET et 850 pour ITER.
La documentation disponible sur ce Stellarator allemand :
Diamètre : 16 m Hauteur : 5 m Diamètre moyen du cordon de plasma : 5,5 m Champ : 3 teslas Temps de fonctionnement : jusqu'à 30 minutes Systèmes de chauffage : micro-ondes, injection de neutres, Radio-fréquences Nombre d'ouvertures pour des mesures : 250 Volume du plasma : 30 mètres cubes Contenu : de 0,005 à 0,03 gr L'absence de courant plasma prémunit le Stellarator des disruptions.
Plus gauche, tu meurs....
Une section de la chambre du Stellerator Wendelstein 7X allemand Dispositif destiné à contenir les forces d'éclatement des bobines supreconductrices Bonjour la complexité technologique !
Le tokamak est-il sauvable, en tant que machine pouvant un jour permettre à l'homme d'exploiter l'énergie de fusion ? Certains en doutent. Beaucoup, même, à dire vrai. Le doute s'installe, fait tache d'huile. Ces fichues disruptions pourrissent la vie des chercheurs depuis des .. décennies ! Regardez la dernière planche de l'exposé de Wurden :
La traduction française est fiable. Tout est résumé dans cette page. On y trouve la crainte que l'échec des gros tokamaks (donc d'ITER) n'apporte un discrédit sur la recherche d'énergie par fusion. Et puis, à la dernière ligne on voit que Wurden, qui collabore avec les Allemands en tant que conseiller, garde un oeil sur le Stellerator.
Est-ce la solution ? Bien malin qui pourrait le dire. Dans un "Stellarator géant", où on pourrait créer la fusion, rechercher des conditions de burning plasma, sans disruptions, il subsisterait le problème, non résolu, de la résistance de la première paroi au flux de neutrons à 14 MeV. Problème qu'il aurait fallu de longue date attaquer avec une installation IFMIF, restée... dans les cartons.
une page sur la fusion aneutronique**
la page consacrée à la fusion nucléaire
I did not discuss the projected Russian Z-pinch with Valentin Smirnov. However, provided the equipartition time is much greater than the Alfven transit time the ion viscosity and ion temperature are dominant. This does not give maximum radiation of course but will give the highest ion temperatures. So at 26MA and the same line density I would expect that the ion temperature would be 1.7 times the previous value that we obtained of 200-300keV.
H aines me dit qu'il n'a pas discuté avec Valentin Smirnov, directeur du département de fusion à l'Institut Kutchatov de Moscou au sujet du projet russe. Il me confirme ce qu'il m'avait dit à Biarritz, à savoir qu'avec leur 26 millions d'ampères, les Américains devraient avoir atteint 500 keV, soit cinq milliards de degrés.
D ans cette logique les Russes, qui construisent (communication personnelle de Smirnov) un engin développant 50 millions d'ampères, en 150 nanosecondes, avec un "liner sphérique" (inventé par le Russe Zakharov) et une source primaire d'énergie sous la forme d'un explosif solide, devraient logiquement atteindre les 18 milliards de degrés.
O n trouve dans Wikipedia . Le papier mentionne que l'énergie produite peut alors faire l'objet d'une conversion directe , par induction, comme je l'avais signalé dès 2006 (j'aimerais bien jeter un coup d'oeil au papier de Miley, de 1993, sur ce sujet, cité dans la page).
D ans on trouve une planche qui donne en particulier le rapport de la puissance produite par des réactions de fusion, comparée à la perte par rayonnement (bremsstrahlung). Ce rapport est très avantageux pour la détaction deutérium-tritium. Le tableau indique la température minimale à atteindre : 300 keV pour le Bore-Hydrogène, très largement dépassée dans les Z-pinches. Mais un rapport Puissance fusion/Puissance perdue par rayonnement, inférieur à l'unité (0,57) semble a priori condamner cette filière.
M ais ces résultats de calculs correspondent à une égalité des températures ioniques et électroniques. Dans une Z-machine la température ionique est plus de deux cent fois supérieure à la température électronique. La perte par Bremsstrahlung croît comme la racine carrée de la température électronique (comme la vitesse de l'électron). On doit alors multiplier 0,57 par racine de 227, soit un facteur 15. Le facteur puissance produite par fusion sur pertes remonterait alors à 8,58.
P ourquoi un tel état "d'hors équilibre inverse" ? Parce que lors de l'implosion des fils, les ions et les électrons acquièrent des vitesses identiques ( 600 km/s ). Ces énergies cinétiques sont transformées en énergie d'agitation thermique . Ces thermalisations sont très rapides (moins d'une nanoseconde pour le gaz d'ions, un peu plus pour les électrons). Mais le temps caractéristique d'équipartition des énergies, de convergence vers l'équilibre thermodynamique est beaucoup plus long (voir le papier de Haines de 2006).
Simple remarque : Il serait bien que ces précisions soient apportées dans cette page de Wikipedia. Quelqu'un devra le faire à ma place. En effet je ne puis le faire, ayant été banni à vie par un groupe de quelques administrateurs anonymes, en 2005. Motif : avoir révélé l'identité d'un certain Yacine Jolivet, physicien théoricien, doctorant à Normale Sup, qui disait bêtise sur bêtise. Je lui avais proposé une explication mano à mano, dans son labo. Mais, ce faisant, je lui avais arraché son masque, ce qui, dans le fonctionnement de Wikipedia, constitue un crime imprescriptible. Depuis, son doctorat sur les supercordes en poche, Dolivet est parti travailler dans une banque. J'espère que dans cette banque il travaille sous son vrai nom.
I l y aurait donc une filière possible, qui mériterait d'être étudiée. Et puisque la "Cité de l'Energie", implantée à Cadarache, dans le polygone contenant ITER semble se présenter comme ouverte à toutes les solutions possibles (voir plus loin), pourquoi ne pas y construire une Z-machine ? (coût : le centième d'ITER). Je pourrais trouver des senior researchers capables de monter un tel projet, en piochant dans la communauté des gens des plasmas chauds, chez ceux qui n'ont pas adhéré aveuglément à une Chimère nommée ITER.
I did not discuss the projected Russian Z-pinch with Valentin Smirnov. However, provided the equipartition time is much greater than the Alfven transit time the ion viscosity and ion temperature are dominant. This does not give maximum radiation of course but will give the highest ion temperatures. So at 26MA and the same line density I would expect that the ion temperature would be 1.7 times the previous value that we obtained of 200-300keV.
H aines me dit qu'il n'a pas discuté avec Valentin Smirnov, directeur du département de fusion à l'Institut Kutchatov de Moscou au sujet du projet russe. Il me confirme ce qu'il m'avait dit à Biarritz, à savoir qu'avec leur 26 millions d'ampères, les Américains devraient avoir atteint 500 keV, soit cinq milliards de degrés.
D ans cette logique les Russes, qui construisent (communication personnelle de Smirnov) un engin développant 50 millions d'ampères, en 150 nanosecondes, avec un "liner sphérique" (inventé par le Russe Zakharov) et une source primaire d'énergie sous la forme d'un explosif solide, devraient logiquement atteindre les 18 milliards de degrés.
O n trouve dans Wikipedia . Le papier mentionne que l'énergie produite peut alors faire l'objet d'une conversion directe , par induction, comme je l'avais signalé dès 2006 (j'aimerais bien jeter un coup d'oeil au papier de Miley, de 1993, sur ce sujet, cité dans la page).
D ans on trouve une planche qui donne en particulier le rapport de la puissance produite par des réactions de fusion, comparée à la perte par rayonnement (bremsstrahlung). Ce rapport est très avantageux pour la détaction deutérium-tritium. Le tableau indique la température minimale à atteindre : 300 keV pour le Bore-Hydrogène, très largement dépassée dans les Z-pinches. Mais un rapport Puissance fusion/Puissance perdue par rayonnement, inférieur à l'unité (0,57) semble a priori condamner cette filière.
M ais ces résultats de calculs correspondent à une égalité des températures ioniques et électroniques. Dans une Z-machine la température ionique est plus de deux cent fois supérieure à la température électronique. La perte par Bremsstrahlung croît comme la racine carrée de la température électronique (comme la vitesse de l'électron). On doit alors multiplier 0,57 par racine de 227, soit un facteur 15. Le facteur puissance produite par fusion sur pertes remonterait alors à 8,58.
P ourquoi un tel état "d'hors équilibre inverse" ? Parce que lors de l'implosion des fils, les ions et les électrons acquièrent des vitesses identiques ( 600 km/s ). Ces énergies cinétiques sont transformées en énergie d'agitation thermique . Ces thermalisations sont très rapides (moins d'une nanoseconde pour le gaz d'ions, un peu plus pour les électrons). Mais le temps caractéristique d'équipartition des énergies, de convergence vers l'équilibre thermodynamique est beaucoup plus long (voir le papier de Haines de 2006).
Simple remarque : Il serait bien que ces précisions soient apportées dans cette page de Wikipedia. Quelqu'un devra le faire à ma place. En effet je ne puis le faire, ayant été banni à vie par un groupe de quelques administrateurs anonymes, en 2005. Motif : avoir révélé l'identité d'un certain Yacine Jolivet, physicien théoricien, doctorant à Normale Sup, qui disait bêtise sur bêtise. Je lui avais proposé une explication mano à mano, dans son labo. Mais, ce faisant, je lui avais arraché son masque, ce qui, dans le fonctionnement de Wikipedia, constitue un crime imprescriptible. Depuis, son doctorat sur les supercordes en poche, Dolivet est parti travailler dans une banque. J'espère que dans cette banque il travaille sous son vrai nom.
I l y aurait donc une filière possible, qui mériterait d'être étudiée. Et puisque la "Cité de l'Energie", implantée à Cadarache, dans le polygone contenant ITER semble se présenter comme ouverte à toutes les solutions possibles (voir plus loin), pourquoi ne pas y construire une Z-machine ? (coût : le centième d'ITER). Je pourrais trouver des senior researchers capables de monter un tel projet, en piochant dans la communauté des gens des plasmas chauds, chez ceux qui n'ont pas adhéré aveuglément à une Chimère nommée ITER.
Dalam pers media ilmiah, artikel-artikel muncul. Telah terlihat muncul pada tanggal 24 Oktober, di situs CEA, sebuah halaman berjudul " zoom sur les disruptions ". Dengan foto ini, diambil dari mesin Tore Supra :
Penulis artikel ini lupa menyebutkan:
-
Bahwa gas langka ini, mengalami reaksi kuat dari permukaan resonan plasma, terionisasi, yang menghalanginya untuk masuk lebih dalam. Tidak perlu keluar dari Grandes Ecoles untuk melihatnya.
-
Bahwa manipulasi ini dilakukan pada plasma yang sehat, bukan pada gangguan yang berkembang secara spontan.
-
Karena kebocoran secara otomatis menciptakan gangguan, injeksi gas menciptakan gangguan, lalu seharusnya mengurangi dampaknya.
Karya-karya yang dikatakan CEA sebagai "menggembirakan" (lihat teks jawaban terhadap tulisan saya).
Seringkali, pembaca menanyakan saya, menunjuk pada "kontribusi baru". Beberapa bulan yang lalu, orang-orang Korea berusaha menguasai "ketidakstabilan tepi" dengan mengatasi fluktuasi lokal medan magnet menggunakan kumparan. Hasilnya: ide yang tidak baru dan tidak memberikan banyak hasil.
Baru-baru ini, jurnal Nature menjelaskan bagaimana mengatur plasma tokamak dengan cara mengatur "ruang fase", dalam ruang enam dimensi (posisi ditambah kecepatan).
Mengesankan. Tapi, bagi yang bisa membaca, tidak ada yang terlalu menarik. Publikasi sebuah karya disertasi, tanpa lebih. Dengan metode ini, kita bisa mengubah frekuensi "ketidakstabilan bergerigi". Tapi kita tidak menghilangkannya.
Saya akan memberikan salinan surat yang saya kirimkan kepada Bernard Bigot, Direktur Umum CEA. Saya harus menghubungi dia, karena penulis teks yang menuduh ketidakjujuran intelektual saya lebih memilih untuk tetap bersembunyi. Jadi saya meminta Tuan Bigot untuk menggunakan hak jawab yang sah dengan menerbitkan surat ini di situs CEA, setelah sepuluh halaman di mana para anonim berani menyimpulkan bahwa "saya secara otomatis merusak debat ilmiah dan sosial".
Jean-Pierre Petit Mantan Peneliti di CNRS Pertuis, 17 Januari 2012 Kepada Tuan Bernard Bigot Administrator Umum CEA CEA, Saclay 91191 Gif sur Yvette Disarankan dengan AR.
Tuan Administrator Umum, Mengingat adanya pemuatan, 17 November 2011, di situs CEA, sebuah dokumen yang berjudul, saya kutip:
"Respon terhadap artikel « ITER, Kronik Kegagalan yang Diumumkan Sebelumnya », oleh Tuan Jean-Pierre Petit, yang diterbitkan 12 November 2011 dalam jurnal Nexus, disusun oleh Komisariat Energi Atom dan Energi Alternatif."
Kontak telah dilakukan, tanpa hasil, ke layanan komunikasi CEA, untuk mengetahui penulis teks ini. Dijawab bahwa teks tersebut berasal, bukan dari satu penulis, tetapi dari kelompok, di mana tidak ada anggota yang ingin mengungkapkan nama mereka, atau berdebat dengan saya.
Dalam teks tersebut terdapat kalimat seperti:
Kami sedih dengan ringannya cara informasi ilmiah yang diterbitkan dalam jurnal internasional terkenal, para penulisnya, tetapi juga pembaca artikel itu sendiri, di manipulasi untuk tujuan yang tidak terkait dengan penelitian dan kemajuan pengetahuan.
Dengan perilaku intelektual yang tidak jujur, Tuan J.P.Petit secara otomatis mencopot dirinya dari debat, baik ilmiah maupun sosial.
Sejak saya menjadi peneliti, yang saya terus lakukan selama lebih dari empat puluh tahun, meskipun saya sudah pensiun, seperti yang ditunjukkan oleh komunikasi ilmiah terbaru saya dan publikasi di jurnal ilmiah khusus, dengan komite peninjau, dari 2008, 2009, 2010, untuk pekerjaan yang bukan pekerjaan seorang pemula, saya belum pernah dituduh secara merendahkan tentang ketidakjujuran ilmiah.
Jadi saya ingin mengetahui penulis pernyataan seperti itu, agar saya bisa berdebat dengannya, di bawah pengawasan kamera video yang dipegang oleh seorang jurnalis, agar debat yang sama, tanpa pemotongan dan komentar, dengan waktu bicara yang seimbang, bisa disampaikan kepada semua, baik publik maupun rekan ilmiah, atau para pengambil keputusan politik, yang bisa dengan mudah mengakses dokumen ini, karena pemuatannya langsung di internet, dan berdasarkan itu, mereka bisa membuat penilaian sendiri.
Ketika tuduhan ad hominem yang begitu serius diajukan, penulisnya (atau penulisnya, karena saya diberitahu bahwa ini adalah kelompok dari CEA) tidak bisa bersembunyi di balik anonimitas yang hati-hati. Hal-hal harus diungkap secara terbuka, sesuai dengan rasa keadilan yang paling dasar, dan fungsi sehat dari demokrasi, yang tidak bisa puas hanya dengan argumen otoritas. Penghindaran seperti ini tidak hanya berarti kesombongan. Ini juga bisa menunjukkan ketidakpastian diri mereka sendiri dan ketidakmampuan orang-orang yang terlibat.
Ternyata, artikel yang menjadi dasar kritik bilingua dari penulis anonim selama sepuluh halaman hanyalah versi yang sangat dipangkas dari artikel 115 halaman yang saya unggah di situs saya, di mana 880 baris yang diambil dari disertasi Cédric Reux telah direproduksi, yaitu sepertiga dari disertasinya, yang mencakup bagian paling signifikan.
Saya ingin menegaskan bahwa sebelum mengunggah artikel ini, saya telah berusaha tanpa hasil untuk menghubungi Tuan Reux melalui email, sambil memuji kualitas kerjanya.
Disertasi ini menunjukkan bahaya fenomena gangguan pada tokamak berkuasa tinggi yang akan datang, seperti ITER. Artikel 115 halaman saya juga mencakup kutipan dari disertasi lain, yaitu disertasi Andrew Thornton dari Inggris, yang disetujui Januari 2011, yang mencapai kesimpulan yang sama secara keseluruhan.
Sebagai contoh, berikut dua kutipan dari disertasi Cédric Reux:
Halaman V:
"Kegagalan plasma tokamak adalah fenomena yang menyebabkan kehilangan seluruh konfinement plasma dalam beberapa milidetik. Mereka dapat menyebabkan kerusakan besar pada struktur mesin, melalui deposit panas lokal, gaya Laplace pada struktur, dan generasi elektron energi tinggi yang disebut terpisah yang dapat menembus komponen internal. Karena tidak selalu mungkin untuk menghindarinya, tampaknya perlu mengurangi dampaknya, terutama untuk tokamak masa depan yang kepadatan dayanya akan satu hingga dua orde besar lebih tinggi dibandingkan mesin saat ini."
dan halaman 165:
"Untuk mengoperasikan tokamak masa depan dalam kondisi keandalan, keselamatan, dan kinerja yang baik, semakin penting untuk menguasai gangguan plasma. Fenomena ganas ini yang mengakibatkan kehilangan konfinement plasma adalah sumber tiga jenis efek merugikan. Efek elektromagnetik, termasuk arus terinduksi, arus halo, dan gaya Laplace yang dihasilkan dapat merusak dinding vakum tokamak dan melepaskan komponen struktural. Efek termal yang disebabkan oleh kehilangan energi dalam plasma dapat menyebabkan kerusakan permanen pada komponen dinding yang bersentuhan dengan plasma. Akhirnya, berkas elektron relativistik yang dipercepat selama gangguan dapat menembus dinding vakum."
dan kutipan dari disertasi Andrew Thornton, halaman 14:
"Konsekuensi dari gangguan pada tokamak generasi berikutnya sangat serius, konsekuensi dari gangguan pada tokamak pembangkit listrik akan menjadi bencana."
Setelah membaca dokumen 115 halaman ini, anggota parlemen Eropa Michèle Rivasi meminta saya untuk menyiapkan versi yang lebih ringkas, untuk 124 anggota Komite Informasi Teknis Energi Parlemen Eropa, yang saya lakukan.
Diberitahu tentang penyebaran teks ini di dalam komite, Tuan Cédric Reux kemudian mengirim surat yang memprotes keras terhadap apa yang ia anggap sebagai penyalahgunaan tulisan dan kesimpulannya untuk tujuan politik, melalui produksi kutipan yang dipangkas sengaja.
Sementara itu, saya akan menyatakan bahwa ini adalah "orang-orang anonim CEA" yang menggunakan teknik ini dalam teks mereka, tetap tersedia di situs mereka, melalui referensi terhadap kutipan yang disebut dari artikel Nexus, saya kutip:
halaman 91:
Semua tokamak di dunia, termasuk Tore Supra dan JET, tiba-tiba menjadi tidak terkendali akibat berbagai penyebab yang sangat beragam.
Kutipan ini sengaja dipangkas untuk menyembunyikan bahwa ITER akan pasti pada suatu hari menjadi tempat gangguan besar, karena lepasnya debu dari dinding atau masuknya gas akibat kebocoran. Berikut teks lengkap, tidak dipangkas:
halaman 91:
Semua tokamak di dunia, termasuk Tore Supra dan JET, seringkali menjadi tidak terkendali akibat berbagai penyebab yang sangat beragam, mulai dari lepasnya debu dari dinding hingga masuknya gas dingin akibat kebocoran dinding. Semua mesin yang ada dan akan datang telah mengalami dan akan mengalami fenomena "gangguan".
Saya telah menyoroti bagian yang dihilangkan, yang benar-benar mengubah makna kalimat tersebut.
Kembali ke Tuan Cédric Reux. Saat ia mengirim protes keras kepada Tuan Rivasi, ia meminta untuk diundang olehnya. Tuan Rivasi menerima dan menetapkan tanggal pertemuan yang diajukan olehnya, 16 November 2011, dengan syarat pertemuan tersebut berlangsung di hadapanku dan dapat difilmkan oleh seorang jurnalis, tanpa jurnalis itu bertanya atau memandu debat. Dokumen video kemudian akan dipublikasikan di internet, tanpa pemotongan atau pengeditan, di situs Enquête et Débat saya.
Saya mengira bahwa pada periode yang sama, kelompok CEA menyiapkan teks yang dipublikasikan di situs mereka, 17 November 2011, berdasarkan dokumen terbatas, tanpa secara jelas membaca teks lengkap, dari mana akan sulit untuk menyebutkan manipulasi melalui pengambilan kutipan yang dipangkas, mengingat kelimpahan dan kelanjutan materi yang disajikan.
Anda kemudian mengirim surat kepada Tuan Rivasi dengan menyatakan bahwa Anda tidak ingin Tuan Reux bertemu dengan saya sendirian, dan Anda kemudian menawarkan bahwa dia datang bersama Anda dan Tuan Alain Bécoulet, yang Anda sebut sebagai spesialis ITER.
Tuan Rivasi menerima dan menetapkan tempat pertemuan di ruangan yang disediakan oleh Assemblée nationale untuk anggota parlemen, boulevard Saint Germain.
Tuan Rivasi, jurnalis, dan saya menunggu dengan sia-sia kedatangan Anda pada malam 16 November, di mana Anda tiga orang secara de facto menolak tanpa menghubungi sedikit pun. Sebaliknya, keesokan harinya muncul teks panjang sepuluh halaman di situs CEA, tanpa penulis.
Apa yang harus disimpulkan?
Bahwa proyek ITER kurang jelas, bahwa manajemen di tingkat Prancis, bahkan internasional, tampaknya sangat membingungkan. Jika penulis anonim dari dokumen yang dipublikasikan oleh CEA di situsnya pada 17 November 2011 telah membaca artikel lengkap, mereka akan segera menemukan penyangkalan semua argumen mereka, dalam bentuk kutipan panjang dari disertasi Reux dan Thornton (yang terdapat dalam dokumen 115 halaman, yang tersedia di situs saya).
Misalnya, berbeda dengan kepercayaan yang tampaknya mereka miliki terhadap simulasi numerik, saya akan kutip bagian dari disertasi Tuan Reux (yang mungkin mereka tidak baca):
halaman 20:
"Karena plasma tokamak rata-rata terdiri dari 10 20 hingga 10 22 partikel, masing-masing dapat berinteraksi dengan yang lain, tampaknya sulit untuk menyelesaikan sistem ini, bahkan dengan meningkatnya kemampuan komputer super."
Mengenai deformasi komponen internal, lihat disertasi Reux halaman 59, saya kutip lagi:
"Oleh karena itu, diperlukan pengembangan metode untuk mengurangi gaya vertikal yang dapat menyebabkan deformasi tidak terduga pada dinding vakum."
dan seterusnya, dan seterusnya.
Penulis anonim menyalahkan saya atas ketidaktahuan saya terhadap banyak artikel dan komunikasi terkait tokamak. Saya akan membalas dengan mengingatkan mereka tentang komunikasi terbaru, De G.A.Wurden, berjudul:
"Dealing with the Risks and Consequence of Disruptions in Large Tokamaks" (Menghadapi Risiko dan Konsekuensi Gangguan pada Tokamak Besar) dalam konferensi yang diadakan 16-17 September 2011 di Princeton, AS, dengan tema "Rencana jalan yang dapat membawa produksi energi melalui fusi magnetik, di era ITER".
Pada slide 4, kita melihat bahwa posisinya sejalan dengan Reux, Thornton, dan banyak lainnya:
4). We can’t yet simulate it even on the world’s biggest, fastest computers.
Seseorang yang membandingkan isi presentasinya dan ringkasan yang saya berikan kepada Tuan Rivasi hanya bisa menyimpulkan bahwa kesimpulannya sama sekali identik. Kecuali Tuan G.A.Wurden juga harus dituduh ketidakjujuran ilmiah, atau, seperti yang disarankan Tuan Philippe Ghendrih, peneliti di Institut Penelitian Fusi Magnetik, saya juga membutuhkan bantuan layanan psikiatrik.
Ada satu hal terakhir yang ingin saya soroti. Dalam teks 17 November, para anonim menulis:
"Betapa tidak mengenalnya, para otoritas keselamatan nuklir dari 7 mitra ITER (Jepang, Korea Selatan, India, Tiongkok, Amerika Serikat, Federasi Rusia, Uni Eropa) dan Prancis, untuk berpikir sejenak bahwa mereka akan pernah menyebutkannya, jika gangguan itu seberbahaya seperti yang dibayangkan Tuan Petit. Kalimat jahatnya bertujuan untuk membuat orang berpikir bahwa gangguan telah disembunyikan dari berbagai lembaga evaluasi. Tidak ada yang demikian. Gangguan telah banyak dibahas dalam literatur, terutama lebih dari 35 halaman diberikan dalam "ITER Physics Basis", yang diterbitkan dalam jurnal Nuclear Fusion pada 2007 (menyempurnakan laporan awal dari 1999)."
Saya tantang siapa pun untuk menemukan, di Prancis, seorang politisi, pengambil keputusan, atau jurnalis ilmiah yang, sebelum publikasi artikel saya, pernah mendengar kata "gangguan" atau membacanya di mana pun sebelum artikel saya tentang topik ini terbit. Dokumen ilmiah yang merujuk oleh orang-orang anonim ini tetap tidak dapat diakses, kecuali oleh para ahli yang bekerja di laboratorium.
Hanya pada 24 Oktober 2011, kita melihat munculnya halaman baru di situs CEA berjudul "Zoom on Disruptions", yang jelas dipasang dengan terburu-buru. Mengandalkan disertasi Cédric Reux, penulisnya, tetap anonim, sengaja lupa menyebutkan bahwa uji coba ini dilakukan, bukan pada gangguan yang terjadi sendiri, tetapi pada plasma yang sehat. Lihat kutipan dari disertasi Reux, halaman 168:
"Dari sudut pandang eksperimen, injeksi hanya dilakukan pada plasma yang sehat, dan hampir tidak pernah diuji pada plasma yang sudah mengarah pada gangguan."
Ini setara dengan menguji efektivitas selang pada "tidak ada kebakaran".
Dengan sekilas melihat foto yang ditampilkan, apakah penulis teks ini tahu bahwa foto tersebut menunjukkan ketidakmampuan gas dingin yang diinjeksikan untuk melewati penghalang yang segera dibangun oleh "permukaan resonan", dengan mengionisasi gas tersebut. Apakah ini fakta yang jelas terlihat, yang diabaikan, atau hanya ketidakmampuan penulis teks ini?
Kembali ke teks 17 November 2011, ide yang dianjurkan oleh orang-orang anonim, untuk membangun eksperimen yang bermasalah dan berpotensi berbahaya, berdasarkan "hukum insinyur" (alias "resep masak"), penyangkalan prasyarat pengetahuan tentang aspek dasar untuk memulai proyek yang begitu mahal dan berisiko, memiliki sesuatu yang mengejutkan, tidak bertanggung jawab, dan, katakanlah, memilukan.
Penyembunyian masalah terus berlanjut. Contohnya adalah presentasi proyek ITER yang dilakukan oleh Tuan Paul Garin, dari ITER France, di Assemblée Nationale pada 17 November 2011, yang mengabaikan masalah besar ini, yang diketahui oleh semua ahli selama beberapa dekade. Tapi apakah dia tahu? Kita bisa meragukan itu ketika mendengar pidatonya, yang dibuat tanpa adanya pembantah, yang lebih mirip propaganda daripada pernyataan ilmiah.
Kenyataannya adalah bahwa keberhasilan luar biasa dari JET, dengan satu detik energi fusi yang dihasilkan, serta keberhasilan eksperimen Tore-Supra, sebagai pemeliharaan plasma non-termonuklir selama enam menit, menggunakan perangkat superkonduktor dan sistem pemeliharaan arus plasma, telah menciptakan euforia yang terlalu dini untuk formula ini, yang masalah dasarnya sudah diketahui lama.
Saya merujuk pada kesimpulan dari komunikasi G.A.Wurden, yang telah disebutkan sebelumnya, yang berfokus pada ITER. Saya mengingatkan bahwa di akhir ia menekankan bahwa plasma tokamak tidak sepenuhnya dikendalikan dan bahwa kampanye uji coba intensif pada mesin yang ada atau dalam proses pembuatan cepat harus dilakukan sebelum ITER.
Komunikasinya, slide 28:
-
Kita harus menunjukkan kontrol plasma tokamak berenergi tinggi sebelum ITER. Komunikasinya, halaman 32:
-
Di mana yang terbaik untuk mempelajari gangguan tokamak ... bukan ITER!
Di sisi lain, semua metode yang bertujuan untuk mengendalikan plasma secara aktif (Korea, Inggris) hanya pada tahap proyek dan, meskipun dipromosikan di media sebagai kemajuan, belum sepenuhnya operasional hingga saat ini.
Meskipun logis untuk ingin terus melakukan penelitian dasar, tidak masuk akal untuk memperlihatkan proyek seperti ini sebagai pralomba untuk realisasi industri yang luas, hingga akhir abad ini.
Namun, mengendus mimpi politisi, desainer mulai bekerja. Rencana ITER dibuat lebih dari sepuluh tahun lalu, dengan biaya besar, dalam keseluruhannya, dengan mengandalkan solusi teknologi (dinding pertama berbasis karbon) yang harus dibatalkan di tengah jalan dan diganti dengan pilihan yang jauh lebih berbahaya (berilium, toksik dan karsinogen).
Mesin ini dirancang secara keseluruhan, meskipun tidak ada data yang valid tentang ketahanan material terhadap abrasi, efek dampak termal, dan ketahanannya terhadap radiasi neutron dari fusi (14 MeV), tujuh kali lebih energik daripada yang dihasilkan oleh fisi. Semua ini diabaikan oleh peringatan yang dikeluarkan oleh dua pemenang Nobel Prancis, Pierre-Gilles de Gennes dan Georges Charpak, serta pemenang Nobel Jepang Masaroshi Koshiba, yang tidak ragu-ragu menyatakan, sejak 2004:
- Proyek ini tidak lagi berada di tangan ilmuwan, tetapi di tangan politisi dan pengusaha.
Masalah terkait gangguan yang, jelas, belum terkendali, telah dianggap remeh, baik sengaja maupun karena kelalaian, atau hanya karena ketidakmampuan. Tidak ada industri yang akan memulai perusahaan sebesar ini dan ambisius dengan membaca kalimat ini yang diambil dari komentar CEA pada 17 November 2011, merujuk pada upaya untuk mengendalikannya:
- Hasil saat ini menjanjikan, dan rasional untuk berpikir bahwa satu, atau bahkan beberapa dari metode inovatif ini, di luar yang tersedia, akan siap pada 2019-2020 untuk plasma hidrogen pertama, dan terlebih lagi pada 2026 dengan plasma deuterium pertama.
Saya tidak akan membuat pernyataan yang lebih merendahkan daripada yang disampaikan Tuan Philippe Ghendrih, peneliti di IRFM, atau yang tetap ada dalam penerbitan yang dikeluarkan oleh CEA di situsnya, 17 November 2011. Dengan mengandalkan isi komunikasi G.A.Wurden, yang rekomendasinya sama dengan saya, saya akan menutup dengan hanya satu kalimat, dengan lebih banyak kesopanan, "Proyek ITER tidak masuk akal."
Harap menerima, Tuan Administrator Umum, ekspresi hormat saya, dan segera mengunggah teks ini, serta terjemahannya ke dalam bahasa Inggris, di situs CEA, setelah teks yang merendahkan yang dipublikasikan oleh mereka pada 17 November 2011, sebagai hak jawab yang sah.
Jean-Pierre Petit
17 Juni 2012 :
Tidak ada jawaban dari Bernard Bigot terhadap surat saya, yang dikirim dengan surat keterangan. ---
Novelitas Panduan (Indeks) Halaman Depan