2007年大統領選挙候補者を支援するチームに所属する科学者各位へ:放射性物質や汚染のない原子力!
2007年12月8日
ジャン=ピエール・ピエティ、元CNRS研究主任
天文学家で物理学者、磁流体力学(MHD)の専門家
エネルギーの管理は、国家的および地球規模において、すべての国の政治の重要なテーマである。ニコラ・フルートは、気候変動がすでに明確に進展し、加速していることを強調しながら、環境意識向上の先頭に立っている。この発言はすぐにエネルギー生産の形態に結びつく。彼の本を読んだ。残念なことに、彼がこのテーマに割いているわずかなページには、エネルギー節約や浪費撲滅、「エネルギーの節約」を除き、代替エネルギーとしての風力や太陽光といった伝統的な選択肢しか見られない。ニコラ・フルートは、こうした代替エネルギーが石油由来のキロワット時と比較して非常に高価で、それほど効率的ではないことを十分に理解している。また、そのコストは、影響や脱汚染を考慮せずに計算されている。私は、我が国がすべての新しいエネルギー生産方法に関する研究の拠点を設けるべきだと考えている。このような活動は、研究・技術省の部門として設けるべきである。この観点から、私は、実力ある活動家たちに、中性子の少ない核融合、あるいは非中性子核融合の可能性を説明したい。説明する。誰もが核融合を、水素の重い同位体であるデューテリウムとトリチウムの混合物の核融合と理解している。この反応は中性子を生成し、周囲の構造を「活性化」する。一方、ギル・ド・ジーン教授は、ITERで磁気を保証する超伝導システムが中性子の攻撃に耐えられるかどうかを強く疑問視している。さらに、プラズマの冷却は、壁から重い核を引き剥がすことで行われる。などがある。長年、中性子を生成しない核融合反応が存在することが知られている。例えば、リチウム7と水素H1が結合して2つのヘリウム核を生成する反応、またはホウ素11と水素H1が結合して3つのヘリウム核を生成する反応である。前者は5億度、後者は10億度で開始される。この後者の経路は、これまでに温度を生成する必要があるという点で、科学小説のようなものと考えられていた。リチウムと水素の経路は、1950年代から水素爆弾で使用されている。したがって、核爆発の中心には約5億度の温度が存在する。これは、X線の流れを集中させることで得られる反応の点火温度であり、これはA爆弾が点火剤として機能する。しかし、これは工業的な応用とはほど遠い。
デューテリウムとトリチウムの反応は1億度で開始される。これは、イギリスのカーラムにあるトカマクで数秒間達成された。この結果は、高価で非常に問題が多いITERプロジェクトの基礎となった。このような形では、Li-HおよびB-H経路(それぞれ5億度および10億度の温度が必要)で連続的な運転、つまりボイラーのように行うことは完全に不可能である。したがって、インパルス運転を採用すべきである。しかし、連続運転からインパルス運転への移行は、すでに成功裏に実施されており、その効果が高いため、古い形式はすぐに放棄された。これは、蒸気機関から爆発エンジンへの技術的移行であり、これは技術的・科学的論理に合致している。もし私がITERプロジェクトを批判的に評価するなら、解決されていない技術的・科学的問題に加えて、「21世紀の蒸気機関」と呼ぶべきだろう。より有益で論理的なのは、高温のより大きな変動を許容する「爆発エンジン」のような運転を可能にし、非汚染性でほぼ放射性物質のない核融合反応、例えば先ほど述べたような反応を採用することである。つまり、放射性物質や汚染のない原子力!
この問題に取り組んだ専門家たちは、すべてが最も良い反応としてホウ素と水素の反応を結論付けている。この反応は完全に非中性子的であるが、関連する副反応が中性子を生成するため、リチウムと水素の反応も同様である。しかし、これらの生成量はデューテリウムとトリチウムの経路に比べてはるかに少ない。比較すると非常に小さい。これを「準非中性子的」と呼ぶことができる。
したがって、新しい形態が現れる。それは、インパルス式の核融合発電機である。
- ホウ素と水素の混合物を圧縮する。核融合反応によってエネルギーが放出される。非常に高温のプラズマが生成され、拡張する。
- この拡張は、非常に高いマグネティック・レインズ数の状態で磁場内で行われる(プラズマと磁場は非常に強く結びついている)。磁場が圧縮される。
- これにより誘導電流が発生し、エネルギーが生成される。単なるトランスフォーマーを介して直接MHD変換によって抽出され、ネットワークで利用可能になる。このシステムは、1950年代にロシア人(アンドレイ・サハロフのチーム)によって実験された。効率は非常に高い。
- 一部のエネルギーを「フライホイール(爆発エンジンのものに相当)」に蓄え、次の核融合充填の圧縮に使用する必要がある。
最も近いアナログ的な表現は「核融合ディーゼル」である。
これは、長年知られている原理的な図式である。圧縮機はMHDタイプである。これは、数十メガアンペアの非常に強い電流をシステムに注入することを意味する。これは、長年知られている「ライナー」と呼ばれるシステムであり、ラプラスの力の作用によりその軸に収縮しようとする。このようなシステムで10億度の温度に達成可能だろうか?アメリカの研究チームは2005年に肯定的な答えを示した。2006年2月にケンブリッジ大学のプラズマ物理学研究所長であるハインズ教授によって論文が発表された。この結果は予想外であった。
http://www.jp-petit.com/science/Z-machine/papier_Haines/papier_Haines.htm
ニューメキシコ州サンドイア研究所では、ジェロルド・ヨナスの弟子たちが、1970年代に高電力パルス技術の先駆者として知られ、この「Zマシン」と呼ばれるものを構築した。なぜこの名前なのか?なぜなら、プラズマを「Z軸方向に圧縮」するからである。この図式は非常に単純である。数十メガアンペアの電流を円筒形の導体に流す。これは円筒の母線に沿って行われる。この電力は注入されるべきである。