Verzoek om recht van antwoord bij het CEA
Verzoek om recht van antwoord, gericht aan het CEA
na de online plaatsing van een tekst die mijn reputatie schaadt
23 januari 2012
Op 17 november 2011 plaatste het CEA een tekst op zijn website waarin mijn schrijven wordt gekwalificeerd als intellectuele oneerlijkheid. Hieronder volgt de volledige tekst, 4.625 woorden, dertigduizend tekens:
Reactie op het artikel « ITER: Chroniek van een aankondigde faillissement » van meneer Jean-Pierre Petit, verschenen op 12 november 2011 in de tijdschrift Nexus, voorbereid door het Commissariaat voor de Atoomenergie en Alternatieve Energies. 17 november 2011.
Inleiding De argumentatie in het artikel van meneer J.P. Petit, lid van de Franse anti-kernenergievereniging « Sortir du nucléaire », die gericht is op het betwisten van het ITER-project door ongegronde angsten te koesteren, is gebaseerd op uitgezochte fragmenten, losgekoppeld van hun context, uit een recente doctoraalscriptie van het Instituut voor Onderzoek naar Magnetische Confinement Fusie van het CEA, die in november 2010 werd afgerond aan de doctoraalschool van het École Polytechnique en ging over het specifieke onderwerp van disrupties die kunnen optreden tijdens het functioneren van ITER.
Een disruptie, een al lang bekend fenomeen, is een instabiliteit die zich kan ontwikkelen binnen een plasma van een Tokamak. Met een grote hoeveelheid energie belast, leidt deze tot het verlies van magnetische beperking en manifesteert zich als een krachtige elektrische ontlading naar de wand van de vacuümkamer, wat het risico met zich meebrengt dat deze wordt beschadigd.
Deze hoogwaardige scriptie is gebaseerd op 50 jaar aan werk van een wereldwijde wetenschappelijke gemeenschap van duizenden professionals overal ter wereld, en vormt de erkende basis van het huidige wetenschappelijke debat over dit onderwerp.
Er is een uitgebreide literatuur over disrupties, met name in artikelen die regelmatig worden gepubliceerd in het tijdschrift « Nuclear Fusion ». Deze vormen de officiële en publieke fysieke basis voor de ontwerp van ITER.
Aangezien het artikel van meneer J.P. Petit alleen maar geselecteerde fragmenten uit werken neemt die terecht aandacht vragen voor disrupties, kan men slechts concluderen dat meneer J.P. Petit duidelijk een politieke polémiek wil opwekken en er malicieus mee omgaat, en zeker niet een kritisch constructief wetenschappelijk onderzoek doet dat het onderwerp zou moeten vooruit helpen.
Het is treurig om te zien hoe informatie uit internationaal erkende tijdschriften, hun auteurs en zelfs de lezers van het artikel zelf, worden misbruikt voor partijdige doeleinden die niets te maken hebben met onderzoek of de vooruitgang van kennis.
Door een dergelijk intellectueel oneerlijk gedrag ontkent meneer J.P. Petit zichzelf automatisch van het debat, zowel wetenschappelijk als maatschappelijk.
Dit document heeft tot doel om in de eerste plaats de meest grove onjuistheden in de analyse van meneer J.P. Petit te beantwoorden, zowel op wetenschappelijk vlak als op het gebied van het verkeerd begrip van de algemene context van de onderzoeken, en om in de tweede plaats de lezer de belangrijkste sleutels aan te reiken om deze context en de exacte rol die ITER zal spelen in de magnetische fusieonderzoeken in de komende decennia te begrijpen.
Analyse van de kritiek van meneer J.P. Petit.
Het hoofdargument van meneer J.P. Petit is dat ITER niet in staat is om disrupties te weerstaan, die overeenkomen met een snelle afsluiting van het plasma. Laten we punt voor punt de kritiek in het artikel analyseren (de uitgezochte fragmenten uit het artikel staan cursief).
p.91, « Uit deze lezing blijkt dat magnetische beperking en de fysica van Tokamaks, uiterst complexe onderwerpen, niet in de hand zijn van theoretici. Geen enkele modellering van het gedrag van plasma in deze machines is representatief, in de zin dat het langzaam onmogelijk zal blijven om, zelfs met de krachtigste supercomputers ter wereld, een probleem met 10²⁰ tot 10²² elektrisch geladen deeltjes te beheren die allemaal met elkaar interageren ».
Deze uitspraken zijn verbazingwekkend van iemand die zichzelf een « emeritus specialist in plasmafysica » noemt. Voorbeelden van theorieën en modellen die goed werken met een groot aantal deeltjes zijn talrijk. Het blijkt dat de Magnetohydrodynamica (MHD) een wetenschap is die de dynamiek van een plasma of een geleidende vloeistof beschrijft met een zeer groot aantal deeltjes. De huidige rekenkracht maakt zelfs simulaties in echte grootte mogelijk. Tenzij meneer J.P. Petit zijn eigen werk van de wetenschappelijke gemeenschap waar hij meer dan 20 jaar geleden toe behoorde, in twijfel trekt, kan hij ernstig niet beweren dat het onmogelijk is om een dynamisch systeem met een groot aantal deeltjes te simuleren.
Dat gezegd hebbende, heeft niemand ooit beweerd dat Tokamaks gebouwd moeten worden op basis van numerieke simulaties. In de praktijk zijn de technische specificaties van een Tokamak met betrekking tot het weerstaan van disrupties gebaseerd op zogenaamde « ingenieurswetten » over energie- en tijdscharacteristieken die bij dit proces spelen. De gekozen waarden voor ITER zijn bevestigd door experimenten uitgevoerd op een groot aantal Tokamaks gedurende meer dan een halve eeuw. Numerieke simulaties van disrupties zijn pas recentelijk verschenen, met name in de scriptie van meneer C. Reux, waar meneer J.P. Petit grote waarde aan hecht.
In feite zijn de resultaten zeer bemoedigend, ook al kan de precisie nog verbeterd worden. Het is belangrijk om opnieuw te benadrukken dat deze simulaties een extra verfijning vormen in het begrip van Tokamakplasmas, en niet de basis vormen voor de ontwerp van ITER, dat al lang geleden is bevestigd door de eerder genoemde « ingenieurswetten ».
p.91: « Alle Tokamaks ter wereld, inclusief Tore Supra en JET, zijn onhoudbaar geworden, onder invloed van uiterst verschillende oorzaken ».
Deze bewering is duidelijk fout en volkomen vals: Tore Supra en JET werken al sinds 1988 en 1983 respectievelijk op een voldoende en volledig veilige manier, dus meer dan 20 jaar voor Tore Supra en bijna 30 jaar voor JET. Disrupties treden regelmatig op in deze twee machines (zoals in alle andere), maar hebben nooit geleid tot een vernietiging of verlies van beperking van giftige producten, zoals meneer Petit fantaseert. Dertig jaar zonder grote incidenten is zeker niet iets wat men eerlijk gezegd een onhoudbare situatie zou kunnen noemen!
p.92: « Disrupties veroorzaken krachten die de wandstructuren kunnen vervormen als strohalmstokjes » De eerste wandelementen en structuren van Tokamaks, en met name van ITER, zijn uiteraard ontworpen om de krachten te weerstaan die worden veroorzaakt door disrupties, zelfs de sterkste die mogelijk zijn. Deze elementen zijn zo geplaatst dat de elektrische stromen die er tijdens een disruptie door lopen worden geminimaliseerd, waardoor de trekkrachten die ze kunnen ondervinden ook worden beperkt. Bovendien zijn deze elementen ontworpen om in geval van extreme situaties met oppervlakkige schade te kunnen worden vervangen.
De foto in het artikel, afkomstig uit de scriptie (beschadigd element van Tore Supra door een disruptie), is hierbij illustratief: het betreft een « naald » (eerste wandelement) op Tore Supra die is vervormd door een disruptie: deze is vervangen, de stroompaden zijn sindsdien aangepast, en Tore Supra heeft daarna volledig normaal gewerkt!
Het is zeker dat tijdens de geleidelijke inbedding van ITER dergelijke situaties zullen voorkomen en de vastgestelde gebreken zullen worden gecorrigeerd, zoals dit gebeurt bij elk industriële of onderzoeksinstallatie in haar beginfase (zie de situatie van het CERN in 2009). Natuurlijk zal de machine worden getest met lagere stromen dan de nominale waarde, om mogelijke schade tijdens deze inbeddingsfase te minimaliseren.
p.93: « De bliksemschichten die zich daar onvermijdelijk voordoen, zullen 15 miljoen ampère bereiken (150 miljoen ampère op zijn opvolger DEMO). Zo’n krachtige impact zal de vacuümkamer doorboren. De berylliumlaag … zal verdampt en het materiaal waaruit deze bestaat, evenals het tritium erin, zal verspreid worden; radioactief en giftig, bevindt zich in de kamer » Deze bewering is dubbel fout. Stel dat er in een uiterste situatie een doorboring van de vacuümkamer zou optreden op ITER als gevolg van een disruptie, dan zal er geen uitstoot van beryllium of tritium buiten de installatie plaatsvinden: de vacuümkamer is omgeven door een reeks beveiligingsbarrières die niet worden beïnvloed door disrupties. Bovendien zal DEMO zeker niet op 150 MA werken, maar op stromen van ongeveer dezelfde orde als ITER (15-20 MA). De willekeurige en overtuigende extrapolaties van meneer Petit tonen zijn diepe onkennis van de fysica en technologie van Tokamaks.
p.93: « De Laplace-krachten, die in duizenden tonnen worden gemeten, kunnen de structuren van de machine vervormen, wat hun vervanging vereist, of zelfs een volledige vernieuwing van de installatie ».
Het meten van krachten in tonnen is meer dan verontrustend van iemand die zichzelf fysicus noemt.
Krachten worden gemeten in Newton en massa in gram of ton. De Laplace-krachten in ITER worden geschat op miljarden Newton. De structurele elementen van ITER zijn ontworpen om deze krachten van miljarden Newton te weerstaan – het zal dus absoluut niet nodig zijn om ze te vervangen. JET weerstaat al 30 jaar disrupties die krachten van miljarden Newton veroorzaken. De installatie is gebouwd om zonder vervorming deze krachten te kunnen verdragen.
p.94: « Er bestaat geen enkele manier om de bestaande gegevens te extrapoleren en te hergebruiken … deze onvermijdelijke incidenten tijdens de inbedding kunnen leiden tot de vernietiging van ITER al bij de eerste tests » Deze overtuigende beweringen zijn fout. Er zijn inderdaad betrouwbare methoden en codes beschikbaar om de zogenaamde « halo-stromen » die geassocieerd zijn met een disruptie te schatten, het niveau van asymmetrie van deze stromen in toroïdale richting, evenals de krachten die op de vacuümkamer worden uitgeoefend. Deze schatting is versterkt door een databank (« ITER disruption database ») die wordt gevoed door observaties op een groot aantal Tokamaks van verschillende maten. Zoals eerder vermeld, zijn er ook steeds nauwkeurigere numerieke MHD-simulaties beschikbaar die onafhankelijk de fijne aard van disrupties kunnen schatten, maar deze zijn niet gebruikt voor het ontwerp van ITER, omdat de beslissingen al vóór de ontwikkeling van deze simulatietechnieken werden genomen. Deze simulaties worden nu gebruikt voor fijn begrip, validatie en ondersteuning bij het bepalen van starttests, toekomstige experimenten en het uitwisselen van resultaten. We moeten opnieuw benadrukken dat de starttests van ITER zullen plaatsvinden met verminderde plasma-stroom (zoals bij elke andere machine) met een geleidelijke stijging van de kracht, dus in situaties zonder risico voor de integriteit van de machine.
p.94: « Het is net zo onredelijk om ooit een Tokamak zonder disruptie te laten werken als het idee van een zon zonder zonnevlammen, weer zonder wind of wolken, of koken in een pan vol water zonder draaiende beweging » Een Tokamak kan veilig werken zonder risico op disruptie als het plasma stabiel is ten opzichte van MHD-modi. In feite is dit de normale werkingstoestand van de meeste Tokamaks, en ITER zal hier geen uitzondering op zijn. Hier moet men onderscheid maken tussen instabiliteit en turbulentie. Een disruptie is het gevolg van een volledig bepaalde instabiliteit. Als een plasma stabiel is ten opzichte van deze instabiliteit, is er geen reden waarom deze zou optreden, gezien de herhaalbaarheid van een bepaalde fysica. Dit zeer belangrijke punt is bevestigd door de analyse van de reeds genoemde ITER-databank: er is geen willekeur in het ontstaan van een disruptie, ook al is de fysica complex. Turbulentie (het beeld van de pan) is geassocieerd met een veelvoud aan kleine schaal instabiliteiten. In feite is turbulentie chaotisch. Ze is onvermijdelijk, maar leidt niet tot een disruptie. Een disruptie kan in een turbulente toestand terechtkomen, maar alleen in een tweede fase, nadat de primaire instabiliteit is geactiveerd. In dit opzicht is de afbeelding die meneer J.P. Petit als illustratie gebruikt niet relevant: het gaat hier om turbulentie die niets te maken heeft met een disruptie.
Natuurlijk is één van de doelstellingen van ITER het ontwikkelen van een stabiele scenario ten opzichte van disrupties. Zodra dit scenario is gevonden, is er geen reden waarom het spontaan disruptief zou worden.
p.95: « Disrupties kunnen elk element van een Tokamak beschadigen, inclusief zijn supergeleidende magnetische systeem, waarvan we herinneren dat het de energie bevat van een vliegdekschip Charles de Gaulle dat met 150 km/h rijdt » Deze bewering is opnieuw onjuist. De vacuümkamer wordt beschermd door een afdekking die bedoeld is om de 14 MeV neutronen uit de fusiereacties te stoppen, en zeker ook de snelle elektronen uit disrupties, die dus niet tot de supergeleidende magneten zullen bereiken. Herhalen we nogmaals dat de structurele elementen, inclusief de supergeleidende magnet, zijn ontworpen om een disruptie te weerstaan. De energie die bij een disruptie vrijkomt heeft niets te maken met de energie van de toroïdale magnet. Het gaat eerder om de energie-inhoud van het plasma (ongeveer 350 megajoules voor een volledig geactiveerd ITER-plasma) en de energie van het zogenaamde poloidale magnetisch veld (ongeveer 400 MJ) – beide niet tegelijk vrijgegeven – dus niets vergelijkbaars met de 51 gigajoules genoemd, noch met een vliegdekschip dat met 150 km/h rijdt, ook al zou het Charles de Gaulle zijn.
p.95: « Als men een beeld wil geven van de inbedding van een Tokamak, zou men zich een machinehandelaar voorstellen die tegenover een ketel en een paar meetinstrumenten staat. Als één van de wijzers de minste trilling toont, is zijn enige actie om het vuur te doven met een brandblusser » Nogmaals, onkennis van wat een Tokamak is en manipulatie van feiten voor partijdige doeleinden. Tore Supra is uitgerust met 40 meetinstrumenten in continu gebruik, JET met ongeveer 80 en ITER zal nog meer hebben. Het spreken van « een paar meetinstrumenten » is dan ook sterk vereenvoudigend. Wat betreft de « brandblusser », wordt geschat dat er ongeveer 10 ms beschikbaar zijn om snelle elektronen te stoppen of af te remmen. Men schat dat er 10²² elektronen per kubieke meter moeten worden geïnjecteerd voor een zachte stop (zie het referentiedocument « ITER Physics Basis » dat de basis vormt voor het fysiek ontwerp van ITER, gepubliceerd in Nuclear Fusion en ondertekend door de hele wereldwijde gemeenschap). Dat is geen onmogelijke taak!
In feite is het onderzoek naar massale gasinjection als middel om snelle elektronen te stoppen precies het onderwerp van de scriptie van C. Reux. Andere technieken worden door meerdere teams wereldwijd onderzocht, waaronder een team van het CEA, met als doel de beste prestaties tegen de laagste kosten te kiezen.
De huidige resultaten zijn bemoedigend, en het is redelijk te denken dat één of zelfs meerdere van deze innovatieve methoden, bovenop de al beschikbare, in 2019-2020 klaar zullen zijn voor het eerste waterstofplasma, en zeker in 2026 met het eerste deutérium-tritiumplasma.
p.95: « Het is verontrustend dat de nucleaire veiligheidsautoriteit nooit heeft gerefereerd aan deze gevaarlijkheid …» Het is echt slecht om te weten wat de nucleaire veiligheidsautoriteiten van de 7 ITER-partners (Japan, Zuid-Korea, India, China, Verenigde Staten, Federatie Rusland, Europese Unie) en Frankrijk zijn als men zelfs maar denkt dat ze nooit zouden hebben gerefereerd aan deze gevaarlijkheid, als disrupties zo gevaarlijk waren als meneer Petit fantasmeert.
Zijn kwade opmerking wil suggereren dat disrupties werden verborgen voor de diverse evaluatieinstanties. Dat is natuurlijk niet waar. Disrupties worden uitgebreid besproken in de literatuur, met name meer dan 35 pagina’s aan het « ITER Physics Basis », gepubliceerd in Nuclear Fusion in 2007 (complementerend het oorspronkelijke rapport van 1999).
Internationale publicaties over dit onderwerp zijn honderden. Het insinueren dat het onderwerp is vermeden of zelfs verborgen is, is het tegenovergestelde van de werkelijkheid.
Wat verbaasend is, is dat meneer J.P. Petit, die een wetenschappelijke aanpak claimt, zijn overtuigende beweringen vooral baseert op een oppervlakkige lezing van de werk van de scriptie van meneer Reux, en met grote onverschilligheid de duizenden pagina’s negeert die zijn gewijd aan disrupties in wetenschappelijke tijdschriften die unaniem worden erkend. We kunnen dus slechts verbazing tonen over zijn verbazing.
*** Nadat we de uitspraken van meneer Petit hebben aangetoond als overdreven, is het nu tijd om in een synthetische vorm te antwoorden op de legitieme vragen van het publiek over het ITER-onderzoeksproject: hoe werkt de Tokamak ITER precies en hoe staat hij tegenover disrupties?
Onderzoek naar magnetische fusie en de rol van ITER Het onderzoek naar nucleaire fusie via magnetische beperking is een zogenaamde « maatschappelijke » zoektocht, in de zin dat het een zo coherent mogelijke combinatie van wetenschappelijke en technische competenties mobiliseert om één doel te bereiken: een energiebron op basis van de fusie van lichte kernen te ontwikkelen onder de veiligste omstandigheden die mogelijk zijn. Meneer Petit herinnert terecht in zijn inleiding aan het feit dat men, in een zeer beknopt overzicht, kan spreken over de domesticatie op aarde van fusie-energie, die in sterren, en met name in de zon, wordt geproduceerd. Een enorme taak, waar we ons echt mee bezig moeten houden!
Deze uitdaging, want dat is het zeker, bestaat er eerst in te controleren of dergelijke reacties op aarde mogelijk zijn, en bovendien of ze op « menselijke schaal » kunnen worden uitgevoerd. De goede nieuws, het tastbare en opmerkelijke resultaat van de wetenschappelijke gemeenschap, is dat het inderdaad mogelijk is om een werkpunt te vinden voor deze nucleaire fusiereactie dat compatibel is met een menselijke realisatie.
Met andere woorden, het fysiek ontwerp dat wordt aangehouden, wijst erop dat een reactor van deze aard denkbaar is in industriële installaties die vergelijkbaar zijn met de huidige installaties voor massale elektriciteitsproductie.
Dit vormt een beslissende stap in het voortzetten van dit onderzoek. Deze stap is aan het eind van de jaren negentig bereikt, met name door een experimentele demonstratie op de Europese Tokamak JET, wereldwijd geprezen en die zo een einde maakte aan een lange, maar beslissende fase in de geschiedenis van de fusie: de « pioniersfase ». Verschillende gespecialiseerde boeken zijn al geschreven over deze fase van de geschiedenis van de fusie, maar het is belangrijk om de belangrijkste conclusies in begrijpelijke termen voor het grote publiek en mensen die geïnteresseerd zijn in onze maatschappelijke keuzes te benadrukken.
Deze pioniersfase is typisch onderverdeeld in twee periodes. De eerste periode besloeg twee decennia tussen de « declassificatie » van het onderzoek (1958) en de beslissing tot bouw van JET (1980); de tweede periode besloeg de daaropvolgende twee decennia, gekenmerkt door de exploitatie van grote Tokamaks, waarvan de grootste nog steeds JET is, en die leidde tot de collectieve beslissing tot bouw van ITER (2005).
In de eerste periode zijn wereldwijd zeer veel wegen verkend, waarbij een sterk competitieve aanpak werd gevolgd om wat wij de magnetische configuratie noemen, oftewel die « onzichtbare doos » die verantwoordelijk is voor het beperken van dit extreem hete plasma, waarvan iedereen begrijpt dat geen enkele materiële wand het kan bevatten.
De configuratie die in deze competitie duidelijk aan de top kwam, is de Tokamak-configuratie, voorgesteld door Russische onderzoekers, en tot op heden niet overtroffen.
Andere configuraties zijn volledig uitgesloten, maar sommige alternatieve wegen zijn behouden gebleven en zijn nog steeds actueel. Als de Tokamak-configuratie aan de top kwam, betekent dit niet dat deze perfect of ideaal is.
De tweede periode bestond erin om de prestaties van de Tokamak-configuratie te bepalen, oftewel het opstellen van de « ingenieurswetten » die het mogelijk maken om de verkregen resultaten te extrapoleren voor het ontwerp van een reactor.
Het is fundamenteel om hier te begrijpen, zoals bij elk industrieel proces, dat het opstellen van « ingenieurswetten » geen volledig begrip van de onderliggende fysica van een fenomeen vereist.
Dit is bijvoorbeeld het geval geweest in de luchtvaart: onze vliegtuigen vliegen al meer dan 100 jaar, onze raketten gaan al meer dan 40 jaar naar de maan, maar de fysica van turbulentie rond een vleugel, hoewel in grote lijnen begrepen, is nog steeds niet volledig « opgelost » en is nog steeds onderwerp van onderzoek. De eerste auto’s werden ontwikkeld en geïntroduceerd door mensen die de thermodynamica van explosiemotoren niet in hun geheel beheersten. Het normale proces bij dit soort onderzoek, waarbij we herinneren dat het doel niet alleen kennis voor kennis is, maar kennis om een behoefte te beantwoorden en een nieuw apparaat of proces te ontwikkelen dat veel kennis en vaardigheden integreert, is altijd het combineren van experimentele informatie (we bouwen prototypes, laten ze werken, meten de onderzoeksparameters en analyseren de resultaten om het systeem in werking te modelleren en dus te beheersen), theoretische informatie (we vragen ons af welke fysica het fenomeen reguleert, stellen vergelijkingen op, lossen ze op en vergelijken ze met de experimentele resultaten), maar ook « ingenieursmodellen », die gedrag op een ad-hoc manier reproduceren en meestal eenvoudige wetten zijn met parameters afgestemd op het experiment. Het constante itereren tussen deze activiteiten is wat een regelmatige vooruitgang mogelijk maakt.
Meneer Petit maakt hierin een verwarrende combinatie in zijn gehele analyse, en hoewel het waar is dat de plasmafysica nog lang niet volledig begrepen is op haar meest fundamentele aspecten, is het absoluut fout om te beweren dat deze kennis een voorwaarde is voor het goede functioneren van ITER.
Het is te snel vergeten of te naïef beschouwen het complete proces dat ten grondslag ligt aan elk toegepast onderzoek. Anderzijds, natuurlijk houdt de fusiewetenschappelijke gemeenschap haar inspanningen op het begrijpen van de fundamentele aspecten niet in, omdat dit de sleutel is tot optimalisatie van een dergelijk proces. De ontwikkeling van simulaties op het hoogste wereldniveau, de massale gebruik van de geavanceerdste rekenmiddelen getuigen daarvan, als dat nodig was. Frankrijk kan er trots op zijn dat het op bepaalde fronten, zoals de turbulente processen die het plasmabeperking reguleren – de sleutel tot prestaties – en de niet-lineaire magnetohydrodynamica (MHD), die de stabiliteit van hetzelfde plasma reguleert, aan het hoofd van de wereldwijde onderzoeksgroep staat.
Meneer Petit, die zichzelf ooit een vooraanstaand specialist in MHD noemt, kan niet onwetend zijn over de aanzienlijke vooruitgang in MHD-simulaties van Tokamakplasmas, waarvan sommige zijn uitgevoerd door meneer Cédric Reux in de scriptie die meneer Petit zelf zo genereus citeert.
Wat is dan ITER en wat is zijn exacte rol? Als er één idee is dat lang blijft hangen bij gesprekken over ITER, dan is het wel het idee dat dit complexe en grote project het einde van de geschiedenis is.
Voordat we vragen wat ITER is, moeten we goed begrijpen wat het niet is. ITER is geen fusiereactor, noch commercieel, noch als prototype.
ITER is echter een geavanceerde onderzoeksinstallatie, het resultaat van een volledige synthese van de resultaten uit de pioniersfase, die – herinneren we nogmaals – de wetenschappelijke haalbaarheid van magnetische fusie heeft bevestigd. Deze werkzaamheden hadden bijvoorbeeld kunnen resulteren in het idee dat een « machine » van 100 meter diameter nodig was, of een magnetisch veld dat fysiek onmogelijk is. Dat is niet het geval, en het zijn juist de schaalwetten die zorgvuldig zijn ontwikkeld en getest die ons in staat stellen dit te bevestigen. De resultaten van JET aan het eind van de jaren negentig hebben in feite bevestigd dat het gebruik van het echte mengsel van deutérium en tritium precies het opleverde wat was geëxtrapoleerd op basis van resultaten met zuiver deutérium. Meneer Petit heeft gelijk wanneer hij zegt dat het aanwezigheid van tritium noodzakelijk is voor de productie van de fusiereactie, maar hij heeft het mis wanneer hij suggereren dat tritium niet wordt gebruikt omdat het duur of « gevaarlijk » is. Er was geen goede reden om alle ontwikkelingen en tests op JET uit te voeren met tritium, terwijl we kunnen extrapoleren van het gedrag van fusieplasmas (en in dit geval vanaf de grote principes van de kwantummechanica) op basis van deutériumplasmas.
Het tritiumprobleem is essentieel gescheiden van de rest van de fysica, en zijn aanwezigheid wordt pas noodzakelijk wanneer men overgaat naar de « echte grootte », wat precies een van de eerste rollen van ITER is.
Aan ITER zijn sinds de jaren negentig duidelijke wetenschappelijke missies toegewezen, in verband met vragen waarop het kan antwoorden of extrapolaties die het kan bevestigen omdat het het eerste is dat deze in echte grootte kan verkrijgen. Deze wetenschappelijke missies zijn voornamelijk van drie soorten:
Het produceren van deutérium- en tritiumplasmas waarbij de energie die de reactie afgeeft, de energie die nodig is om het proces in stand te houden, overtreft. We hebben een versterkingsfactor van ongeveer 10 vastgesteld tussen de ingevoerde vermogen om de reactie te activeren en het opgevangen vermogen binnen het plasma. Om dit belangrijke resultaat te bereiken, moet ITER niet alleen bevestigen dat de extrapolaties correct zijn, maar zal het ook belangrijke resultaten leveren over het gedrag van dergelijke plasmas wat betreft beperking en stabiliteit.
Het produceren van deutérium- en tritiumplasmas waarbij de energie die de reactie afgeeft, een significante bijdrage levert aan het onderhoud van het proces, en bovendien onder omstandigheden van duur die de werking van een reactor voorafgaan, dat wil zeggen benaderend wat wij stationariteit noemen. Deze tweede voorwaarde stelt extra eisen aan de ondersteuning van de plasma-stroom zelf door extra vermogenbronnen.
Ten slotte het testen van scenario’s die dicht bij wat wordt genoemd « ignition » zijn, dat wil zeggen scenario’s waarin geprobeerd wordt om het totale ingevoerde vermogen te minimaliseren, om het werkpunt van een toekomstige reactor beter te begrijpen. In verband met de bovengenoemde wetenschappelijke missies die aan ITER zijn toegewezen, markeert ITER ook het begin van een nieuwe tijd voor fusie, omdat het ook moet aantonen dat het proces technologisch haalbaar is.
Met andere woorden, ITER moet uiteindelijk aantonen of magnetische fusie wel of niet een proces is dat kan leiden tot een keten van reactoren die volledig verschillen van de bestaande reactoren.
Dit onderwerp wordt serieus genomen door alle betrokken partijen, die elk hun eigen rol spelen. Het ITER-team is verantwoordelijk voor het voorstellen van een machine die uiteindelijk deze missie moet vervullen, evenals het voorstellen van experimentele protocollen die één voor één moeten worden goedgekeurd door de nucleaire veiligheidsautoriteit voordat de machine in gebruik wordt genomen en tritium wordt ingevoerd.
Zoals hierboven vermeld, kan ITER functioneren – en zal het functioneren – zonder tritium totdat alle stappen zijn goedgekeurd.
Daarom is dit de belangrijkste reden waarom het experimentele plan van ITER momenteel tussen 5 en 7 jaar operationele tijd voorziet voordat tritium wordt ingevoerd.
Vervolgens zal ITER stap voor stap werken met tritium tot de vastgestelde prestaties worden bereikt. Tijdens dit proces zullen alle componenten en fysieke processen opnieuw worden getest, gemodelleerd en vergeleken met voorspellingen, waardoor de voortgang van het proces wordt voortgezet, maar nu op een geïntegreerde manier. Als de resultaten die nu worden verwacht, worden behaald, zal dit de magnetische fusie als voldoende rijp voor de volgende fase van reactorprototyping (vaak DEMO genoemd) bevestigen, met name met betrekking tot industriële afmetingen en rentabiliteit, die ontbreken in de missies van ITER.
De pagina op de website van het CEA waar dit document vandaan komt,
http://www-fusion-magnetique.cea.fr/en_savoir_plus/articles/disruptions
die ook een Engelse vertaling bevat.
Eerste opmerking, die "de productie van afgekorte extracties" aansnijdt, hebben de (anonieme) auteur van dit document deze tekst over het hoofd gezien, die vollediger was en al maanden op mijn website beschikbaar was en die zich baseerde op 880 lijnen uit de thesis van Cédric Reux:
In september 2011 vond in Princeton, de Verenigde Staten, een congres plaats over de toekomstige grote tokamaks:
http://advprojects.pppl.gov/ROADMAPPING/presentations.asp
Op dit congres presenteerde professor Glen Wurden (20 jaar ervaring met fusiemachines en tokamaks):
een communicatie met de titel:
Dat wil zeggen:
Bekijk de risico's en gevolgen van ontploffingen in grote tokamaks
http://advprojects.pppl.gov/ROADMAPPING/presentations/MFE_POSTERS/WURDEN_Disruption_RiskPOSTER.pdf
Zijn conclusies zijn identiek aan de mijne.
Wanneer deze communicatie in PowerPoint is, heeft de auteur twee video's opgenomen. De eerste was bedoeld om te laten zien wat er gebeurt bij de explosie van een explosief. Hier is de betreffende bladzijde 18:
Tijdens zijn communicatie liet hij het geluid horen van een kilo hoogwaardig explosief (geplaatst onder een blauwe tent, in de linkse afbeelding)
Hier is dezelfde bladzijde, vertaald in het Frans, de pijl wijst op de betreffende afbeelding.
****Voor het bekijken van deze eerste video
Tijdens een telefoongesprek van anderhalf uur dat we hadden, zei ik dat ik wilde dat Fransen deze video's konden zien, en hij stuurde ze meteen naar mij.
Verderop, bladzijde 25, presenteert Wurden een film, genomen met 2000 beelden per seconde, die de effecten van een elektronenlawine op de wand van de tokamak TFTR toont. In dit experiment is de plasma stroom 1,6 miljoen ampère. De ontploffing leidt tot een ontploffing van 700.000 ampère. Hieronder heb ik direct de vertaalde bladzijde in het Frans geplaatst, met de afbeelding die bij deze tweede video hoort in rood omcirkeld:
****Voor het bekijken van deze tweede video.
Deze beelden zullen misschien sommige lezers verwarren. In werkelijkheid toont deze film een reeks van negatieven, waarbij de donkere delen in feite licht uitstralen. Hieronder heb ik enkele beelden geïsoleerd door een zwart-wit omkering uit te voeren.
Men ziet de regen van afval die ontstaat door de explosie van een bekledingsplaat door de impact van een elektronenlawine van 700.000 ampère. Dit oncontroleerbare fenomeen kan elke willekeurige plek in de kamer raken, inclusief de plek van deze eerste wand die met 1 centimeter beryllium bedekt zal worden (zeer giftig en kankerverwekkend). Denk eraan dat voor ITER de versterkingscoëfficiënt van het "lawine-effect" (berekend) is, dat thermische elektronen omzet in relativistische elektronen (met dan energieën van 10 tot 30 MeV) is 1016, tegen 104 voor JET en Tore Supra. De stroomsterkten van ontploffingen op ITER zijn geschat op 11 miljoen ampère.
In het artikel dat de tien pagina's reactie van de CEA veroorzaakte, die in het begin van de pagina is weergegeven, wordt een foto genoemd die in de Tore-Supra machine is gemaakt. De toon suggereert dat alles nu weer in orde is, onder controle. Voor informatie, dit is besproken in een congres dat in 2011 plaatsvond. Verwijzing naar het volgende extract:
Tussen de afbeeldingen 1 en 2 ziet men dat er maar een half duizendste seconde verloopt (waardoor het moeilijk is om in te grijpen bij een fenomeen dat zo kort is). De impact van de ontploffing van relativistische elektronen (genoemd als runaway door de Anglo-Saxons) is zichtbaar in de kleine rode cirkel van figuur 1. Het is zeer geconcentreerd. Deze impact, hier op koolstof CFC-plekken, veroorzaakt direct het loskomen en ioniseren van zijn atomen, die de kamer binnenkomen. Hierdoor ontstaat deze figuur 3, volledig verzadigd met licht. Figuur 4 toont de uitgesproeide koolstoffragmenten. Probeer je dat voor te stellen met ... beryllium.
Een kleine opmerking terzijde. Als je mijn boek of mijn artikelen over tokamaks hebt gelezen, heb je gezien dat het magnetische veld dat probeert de ionen en elektronen te controleren, velden heeft in de vorm van losse spiraalvormige lijnen (witte pijlen op een rode plasmaachtergrond).
Zonder deze "poloïdale" component, gecreëerd door de plasma stroom, zou dit veld niet in spiralen lopen. De veldlijnen zouden gewone cirkels zijn (blauw).
Magnetisch veld "toroïdaal" (blauwe veldlijnen, rode spoelen)
Maar omdat de spoelen dichter bij de as van de machine zijn, is het veld dat ze in deze regio creëren sterker. Nu:
- Plasmas vluchten de gebieden waar het magnetische veld sterk is.
Op basis hiervan kreeg men de idee om ze te beperken, omdat het veld sterker was bij de wikkelingen, of ze nu supergeleidend waren of niet.
Twee krachten werken tegen elkaar. De drukkrachten die in het plasma heersen, die toenemen met de dichtheid en temperatuur, volgens de relatie
p = n k T
waarbij p de druk is, n het aantal ionen per volume-eenheid en T de absolute temperatuur. k is de constante van Boltzmann, die gelijk is aan
k = 1,38 10-23
Men kan deze verhaallijn van beperking samenvatten door te spreken over magnetische druk:
In een toroïdale kamer, met spoelen, is het veld sterker bij de as, waar de wikkelingen dichter zijn. Dan is de magnetische druk sterker en probeert het plasma te verdrijven. Niet goed ....
In 1951 stelde de Amerikaan Lyman Spitzer (1914-1997), wereldwijd bekend als pionier in de plasmafysica, onmiddellijk voor de kamer te krommen, zodat het lijkt op een gespiraleerd lint.
L. Spitzer, overleden in 1997
Zo ontstond de idee van de Stellarator.
De Stellarator
Iedereen vindt het verschrikkelijk ingewikkeld (dus duur). Onderzoekers kiezen liever voor een idee dat uit het koude komt, en dat de Russen pas in 1958 zullen onthullen: een plasma stroom in de ring, cirkelvormig, gecreëerd door inductie, die een component toevoegt aan het magnetische veld, waardoor het plasma "draait" zoals met een "elektromagnetische lepel". Het lijkt simpeler dan dit nachtmerrieachtige ding dat de Stellarator is.
Maar juist deze plasma stroom (1,5 miljoen ampère in Tore Supra, 4,8 miljoen in JET en 15 in ITER) leidt tot ontploffingen. Deze stroom maakt alle tokamaks grondig onstabiel.
In de plasma-woorden, onstabiele situaties ontstaan wanneer het magnetische veld wordt gecreëerd door een stroom die in het plasma loopt (zoals de Zon, die ook haar eigen MHD-onstabiele situaties heeft, die uitgroeien tot de perfecte analogie van de ontploffingen, de zonneuitbarstingen).
Zonneuitbarsting De afbeelding hierboven is vrij duidelijk. Hoewel we geen exacte kennis hebben van wat er precies onder de oppervlakte van de Zon gebeurt, die op 6000°C is, is het waarschijnlijk dat zijn "ondergrond" bestaat uit "noodles", stroombuizen met een ingewikkelde geometrie. Stel je voor een bol die volledig gevuld is met fietsbanden, ongeveer opgepompt. De druk van de lucht in deze banden is de plasma-druk. De magnetische druk is de tegenwerking die wordt uitgeoefend door de spanningen in de rubber van deze stroombuizen.
Af en toe wordt de plasma-druk in een van deze "fietsbanden" hoger dan de magnetische beperkingsdruk. Dan spuit deze uit de zonneoppervlakte, vormend een mooie boog, zichtbaar hierboven. Dit is 150% MHD. Deze boog ontvouwt zich boven het zonneoppervlak. In de bovenste delen zijn de magnetische veldlijnen minder dicht. Dit betekent dat het magnetische veld boven de boog minder sterk is dan dat in de "voeten" van de boog. We weten dat plasmas "vluchten voor de gebieden waar het magnetische veld sterker is".
Zo zullen de twee pilaren van deze plasma-boog zich gedragen als natuurlijke deeltjesversnellers, die een hoge snelheid geven aan ionen en elektronen, die dan botsen aan de top van de boog. Deze verkregen snelheid verandert in thermische bewegingssnelheid, dus in druk. Deze druk zal de top van de boog doen barsten als een fietsband die de luchtdruk niet meer kan dragen.
De boog zal dan veranderen in twee plasmastralen, die ionen en elektronen uitspuwen, vormend een medium dat op een temperatuur van 3 tot 10 miljoen graden komt. Zo verklaart men de hoge temperatuur van de zonnestraal, evenals de krachtige stormen die de aardatmosfeer raken, dicht bij de magnetische polen van de aarde, wanneer de zon een grote woede toont.
Beneden, links, wat er van een zonneuitbarstingsboog overblijft: een hoog-energie-straal. Bij ons zijn de noorderlichten de fysische effecten in de hoge atmosfeer van de ontploffingen die zich in de zon voordoen, afwisselend, volgens "ingénieurswetten" (wat een andere manier is om te zeggen dat we niet weten hoe het werkt)
In de Stellarator is er geen plasma stroom, dus geen ontploffingen! De idee herwint haar glans. De Japanners hebben er eentje gebouwd. De Duitsers voltooien de hunne (de Wendelstein 7X van Greiswald, bij het Max Planck-instituut).
Kijk naar hun spoelen, ze zijn ... vreemd:
50 supergeleidende spoelen voor de Duitse Stellarator.
Sinds elektriciteit is uitgevonden, weten we dat wanneer een stroom door een spoel gaat, er krachten zijn die deze willen laten barsten. U hebt dit waarschijnlijk gezien op school.
In de jaren zestig, in mijn lab, maakten we spoelen waar 54.000 ampère doorheen gingen. Ze moesten zwaar bevestigd worden, anders zouden ze in de muren terechtkomen! (Herinner u dat ik eerst experimentator was, voordat ik theorievormer werd. Voor wie zou zeggen dat dit verleden is, herinner ik eraan dat mijn laatste communicatie, op een groot internationaal MHD-congres in Jeju, Zuid-Korea, dateert van september 2010. Een werk gedaan ... in een garage).
De spoelen van de Tore Supra-machine zijn gewone cirkels, dus de problemen met materiaalsterkte zijn automatisch geminimaliseerd.
De kamer van Tore Supra, met een cirkelvormige doorsnede
De spoelen van JET hebben de vorm van de letter "D". Maar ze zijn in een vlak. Toch moeten ze zeker bevestigd worden, want de krachten die verbonden zijn met een veld van 5,38 tesla zijn aanzienlijk.
De Duitse Stellarator-spoelen, vreemd, veroorzaken mechanische houdbaarheidsproblemen. Dus zullen ze slechts 3 tesla produceren (wat een magnetische beperkingsdruk geeft die 3 keer lager is dan in JET). In een toroïdale kamer is om het plasma te beperken, een verhouding van magnetische druk tot plasma-druk van ongeveer 10 nodig. Als we een factor 3 verliezen, zijn we tegelijkertijd beperkt in plasma-druk, dus in dichtheid en temperatuur. Het volume van de Duitse Stellarator blijft beperkt: 30 kubieke meter, tegen 100 kubieke meter voor JET en 850 voor ITER.
De beschikbare documentatie over deze Duitse Stellarator:
Diameter: 16 m Hoogte: 5 m Gemiddelde diameter van de plasma-kabel: 5,5 m Veld: 3 tesla Tijd van werking: maximaal 30 minuten Verwarmingsystemen: microgolven, neutrale injectie, radiofrequenties Aantal openingen voor metingen: 250 Plasma-volume: 30 kubieke meter Inhoud: van 0,005 tot 0,03 gram Het ontbreken van een plasma stroom beschermt de Stellarator tegen ontploffingen.
Hoe vreemder, hoe beter....
Een doorsnede van de kamer van de Duitse Stellarator Wendelstein 7X Apparaat bedoeld om de uitbarstingskrachten van de supergeleidende spoelen te beheren Hallo complexe technologie!
Is de tokamak te redden, als machine die ooit de mensheid in staat zal stellen de energie van fusie te gebruiken? Sommigen twijfelen hieraan. Veel meer, eigenlijk. De twijfel verspreidt zich. Deze vreselijke ontploffingen hebben de levens van de onderzoekers al decennia lang verpest! Kijk naar de laatste plaat van Wurden's presentatie:
De Franse vertaling is betrouwbaar. Alles is samengevat op deze pagina. Er staat de zorg dat de falen van de grote tokamaks (dus van ITER) de reputatie van de fusie-energieonderzoek zou kunnen schaden. En dan, op de laatste regel, ziet men dat Wurden, die samenwerkt met de Duitsers als raadgever, zijn oog op de Stellarator houdt.
Is dit de oplossing? Wie zou dat kunnen zeggen. In een "grote Stellarator", waar men fusie kan creëren, onderzoekt men de voorwaarden van een "burning plasma", zonder ontploffingen, zou er nog het probleem zijn, nog onopgelost, van de weerstand van de eerste wand tegen de neutronenstroom van 14 MeV. Een probleem dat al lang geleden moest worden aangepakt met een installatie IFMIF, die nog steeds... in de doos zit.
een pagina over aneutronische fusie**
Ik heb niet gesproken over het Russische Z-pinch-project met Valentin Smirnov. Toch, mits de equipartitietijd veel groter is dan de Alfven transit tijd, zijn de ionenviscositeit en de ionentemperatuur dominant. Dit geeft natuurlijk geen maximale straling, maar geeft de hoogste ionentemperaturen. Dus bij 26MA en dezelfde lijndichtheid verwacht ik dat de ionentemperatuur 1,7 keer de vorige waarde is, die we kregen van 200-300keV.
H aines zei dat hij niet met Valentin Smirnov, directeur van het fusiedepartement van het Kutchatov-instituut in Moskou, heeft gesproken over het Russische project. Hij bevestigde wat hij me in Biarritz had gezegd, namelijk dat de Amerikanen met hun 26 miljoen ampère 500 keV zouden moeten bereiken, dus vijf miljard graden.
D ans deze logica zouden de Russen, die (persoonlijke communicatie van Smirnov) een apparaat bouwen dat 50 miljoen ampère ontwikkelt, in 150 nanoseconden, met een "sferische liner" (uitgevonden door de Rus Zakharov) en een primaire energiebron in de vorm van een vast explosief, logischerwijs 18 miljard graden moeten bereiken.
O n vindt het op Wikipedia. Het artikel zegt dat de geproduceerde energie direct kan worden omgezet, via inductie, zoals ik al in 2006 had aangegeven (ik zou graag het artikel van Miley uit 1993 over dit onderwerp willen bekijken, genoemd in de pagina).
D ans vindt men een plaat die vooral de verhouding van de door fusiereacties geproduceerde kracht, vergeleken met de verlies door straling (bremsstrahlung), geeft. Deze verhouding is zeer gunstig voor de deutrium-tritiumdetectie. Het tabel geeft de minimale temperatuur die moet worden bereikt: 300 keV voor Bore-Hydrogen, waarmee zeer ver boven de waarden in Z-pinches zijn. Maar een verhouding van fusiekracht/verlies door straling, lager dan eenheid (0,57), lijkt a priori deze richting te verwerpen.
M ais deze berekeningsresultaten corresponderen met gelijke ionen- en elektronentemperaturen. In een Z-machine is de ionentemperatuur meer dan tweehonderd keer hoger dan de elektronentemperatuur. De verlies door bremsstrahlung groeit als de vierkantswortel van de elektronentemperatuur (zoals de snelheid van het elektron). We moeten dus 0,57 vermenigvuldigen met de vierkantswortel van 227, wat een factor 15 oplevert. De verhouding van geproduceerde fusiekracht op verlies zou dan oplopen tot 8,58.
P ourquoi een dergelijke "omgekeerde onbalans"? Omdat tijdens de implosie van de draden, ionen en elektronen dezelfde snelheden verkrijgen (600 km/s). Deze kinetische energie wordt omgezet in thermische bewegingsenergie. Deze thermalisatie is zeer snel (minder dan een nanoseconde voor het ionengas, iets langer voor de elektronen). Maar de karakteristieke tijd voor equipartitie van energie, de convergentie naar thermodynamisch evenwicht, is veel langer (zie het artikel van Haines uit 2006).
Simpele opmerking: Het zou goed zijn als deze details in deze Wikipedia-pagina worden opgenomen. Iemand moet het voor mij doen. Ik kan het namelijk niet doen, aangezien ik in 2005 voor eeuwig verbannen werd door een groep anonieme beheerders. Reden: het onthullen van de identiteit van een bepaalde Yacine Jolivet, theoretisch fysicus, promovendus aan de Normale Sup, die onzin uitsprak. Ik had hem een handgreep aangeboden in zijn lab. Maar door dat te doen, had ik zijn masker afgerukt, wat in de werking van Wikipedia een onvergeeflijke misdaad is. Sindsdien, met zijn doctoraat over supersnaren in zijn zak, is Dolivet naar een bank gegaan. Ik hoop dat hij daar onder zijn echte naam werkt.
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.
Ik heb niet gesproken over het Russische Z-pinch-project met Valentin Smirnov. Toch, mits de equipartitietijd veel groter is dan de Alfven transit tijd, zijn de ionenviscositeit en de ionentemperatuur dominant. Dit geeft natuurlijk geen maximale straling, maar geeft de hoogste ionentemperaturen. Dus bij 26MA en dezelfde lijndichtheid verwacht ik dat de ionentemperatuur 1,7 keer de vorige waarde is, die we kregen van 200-300keV.
H aines zei dat hij niet met Valentin Smirnov, directeur van het fusiedepartement van het Kutchatov-instituut in Moskou, heeft gesproken over het Russische project. Hij bevestigde wat hij me in Biarritz had gezegd, namelijk dat de Amerikanen met hun 26 miljoen ampère 500 keV zouden moeten bereiken, dus vijf miljard graden.
D ans deze logica zouden de Russen, die (persoonlijke communicatie van Smirnov) een apparaat bouwen dat 50 miljoen ampère ontwikkelt, in 150 nanoseconden, met een "sferische liner" (uitgevonden door de Rus Zakharov) en een primaire energiebron in de vorm van een vast explosief, logischerwijs 18 miljard graden moeten bereiken.
O n vindt het op Wikipedia. Het artikel zegt dat de geproduceerde energie direct kan worden omgezet, via inductie, zoals ik al in 2006 had aangegeven (ik zou graag het artikel van Miley uit 1993 over dit onderwerp willen bekijken, genoemd in de pagina).
D ans vindt men een plaat die vooral de verhouding van de door fusiereacties geproduceerde kracht, vergeleken met de verlies door straling (bremsstrahlung), geeft. Deze verhouding is zeer gunstig voor de deutrium-tritiumdetectie. Het tabel geeft de minimale temperatuur die moet worden bereikt: 300 keV voor Bore-Hydrogen, waarmee zeer ver boven de waarden in Z-pinches zijn. Maar een verhouding van fusiekracht/verlies door straling, lager dan eenheid (0,57), lijkt a priori deze richting te verwerpen.
M ais deze berekeningsresultaten corresponderen met gelijke ionen- en elektronentemperaturen. In een Z-machine is de ionentemperatuur meer dan tweehonderd keer hoger dan de elektronentemperatuur. De verlies door bremsstrahlung groeit als de vierkantswortel van de elektronentemperatuur (zoals de snelheid van het elektron). We moeten dus 0,57 vermenigvuldigen met de vierkantswortel van 227, wat een factor 15 oplevert. De verhouding van geproduceerde fusiekracht op verlies zou dan oplopen tot 8,58.
P ourquoi een dergelijke "omgekeerde onbalans"? Omdat tijdens de implosie van de draden, ionen en elektronen dezelfde snelheden verkrijgen (600 km/s). Deze kinetische energie wordt omgezet in thermische bewegingsenergie. Deze thermalisatie is zeer snel (minder dan een nanoseconde voor het ionengas, iets langer voor de elektronen). Maar de karakteristieke tijd voor equipartitie van energie, de convergentie naar thermodynamisch evenwicht, is veel langer (zie het artikel van Haines uit 2006).
Simpele opmerking: Het zou goed zijn als deze details in deze Wikipedia-pagina worden opgenomen. Iemand moet het voor mij doen. Ik kan het namelijk niet doen, aangezien ik in 2005 voor eeuwig verbannen werd door een groep anonieme beheerders. Reden: het onthullen van de identiteit van een bepaalde Yacine Jolivet, theoretisch fysicus, promovendus aan de Normale Sup, die onzin uitsprak. Ik had hem een handgreep aangeboden in zijn lab. Maar door dat te doen, had ik zijn masker afgerukt, wat in de werking van Wikipedia een onvergeeflijke misdaad is. Sindsdien, met zijn doctoraat over supersnaren in zijn zak, is Dolivet naar een bank gegaan. Ik hoop dat hij daar onder zijn echte naam werkt.
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.
In de wetenschappelijke pers verschijnen artikelen. Er is al een pagina verschenen op de site van de CEA, genaamd "zoom op ontploffingen". Met deze foto, genomen in de Tore Supra-machine:
De auteur van het artikel vergeet te zeggen:
-
Dat dit zeldzaam gas, onderhevig aan de krachtige reactie van een "resonante" oppervlakte van het plasma, wordt geïoniseerd, waardoor het niet verder kan doordringen. Je hoeft geen grootse school te zijn afgestudeerd om dit te zien.
-
Dat deze experimenten worden uitgevoerd op een gezond plasma, en niet op een ontploffing die zich spontaan heeft ontwikkeld.
-
Aangezien een lek automatisch een ontploffing veroorzaakt, wordt het inbrengen van gas gebruikt om deze te creëren, en daarna om de gevolgen te verminderen.
Werk dat de CEA "aansporend" noemt (zie de tekst van het antwoord op mijn schrijven).
Af en toe vragen lezers mij om aandacht te besteden aan een "nieuw" bijdrage. Enkele maanden geleden probeerden de Zuid-Koreansen de "randinstabiliteiten" te beheersen door lokale magnetische veldfluctuaties te beïnvloeden met spoelen. Resultaat: een idee dat niet nieuw is en niets oplevert.
Onlangs legt de revue Nature uit hoe men het plasma van een tokamak kan beïnvloeden door in de "phase space", in de zesdimensionale ruimte (positie plus snelheid) te werken.
Impressief. Maar voor wie het kan lezen, niets bijzonders. Een scriptiepublicatie, niets meer. Met deze methode kan men de frequentie van "schaarvormige instabiliteiten" veranderen. Maar ze verdwijnen niet.
Ik geef de reproduktie van de gecertificeerde brief die ik aan Bernard Bigot, algemeen directeur van de CEA, heb gestuurd. Het is nodig om hem te benaderen, aangezien de auteurs van het tekstje waarin mijn intellectuele onrechtvaardigheid wordt aangeklaagd, liever in de schaduw blijven. Dus ik vraag mevrouw Bigot om een legitieme rechtsverdediging te uiten door deze brief te publiceren op de CEA-website, na de tien pagina's waarin moedige anoniemen concluderen dat "ik me automatisch onthoud van het wetenschappelijke en maatschappelijke debat".
Jean-Pierre Petit Voormalig directeur van onderzoek bij het CNRS Pertuis, 17 januari 2012 Aan de heer Bernard Bigot Algemeen directeur van het CEA CEA, Saclay 91191 Gif sur Yvette Aanbevolen met retourbewijs.
Geachte heer Algemeen Directeur, Na de online plaatsing op 17 november 2011 op de website van het CEA van een document getiteld, ik citeer:
Reactie op het artikel « ITER, Chronique d’une faillite annoncée », van mijnheer Jean-Pierre Petit, verschenen op 12 november 2011 in de revue Nexus, voorbereid door het Commissariaat voor de Atomaire Energie en Alternatieve Energies".
Er is een poging gedaan, zonder succes, om contact op te nemen met de communicatiedienst van het CEA om de auteur van dit tekst te achterhalen. Er werd in wezen geantwoord: « dat deze tekst niet afkomstig was van één enkele auteur, maar van een groep, waarvan geen enkel lid zijn naam wilde delen of met mij wilde debatteren ».
In deze tekst staan zinnen zoals:
Wij zijn getroffen door de lichtvaardigheid waarmee wetenschappelijke informatie die gepubliceerd is in internationaal gerenommeerde tijdschriften, hun auteurs, maar ook de lezers van het artikel zelf, worden misbruikt voor doeleinden die buiten het kader van onderzoek en kennisontwikkeling liggen.
Door een dergelijk intellectueel oneerlijk gedrag ontheeft mijnheer J.P. Petit zichzelf ipso facto van het debat, of het nu wetenschappelijk of maatschappelijk is.
Sinds ik als onderzoeker werk, wat ik nog steeds doe sinds meer dan veertig jaar, ondanks mijn pensionering, zoals getuigen mijn laatste wetenschappelijke presentaties en publicaties in gespecialiseerde, door een comité beoordeelde wetenschappelijke tijdschriften uit 2008, 2009 en 2010, waarbij het duidelijk is dat het niet om werk van een amateur gaat, had ik nog nooit zo beledigend als onwetenschappelijk worden bestempeld.
Daarom wilde ik de auteur van deze uitspraken kennen, om met hem te debatteren onder toezicht van een videocamera in handen van een journalist, zodat dit debat, zonder enige snede of commentaar, met gelijke woordvoering, voor iedereen beschikbaar zou zijn, zowel voor het publiek als voor collega-wetenschappers of beleidsmakers, die eveneens toegang hadden tot dit document via de directe online plaatsing op internet en daarop hun eigen oordeel konden vormen.
Wanneer zulke ernstige persoonlijke aanvallen worden gedaan, kunnen de auteur (of auteurs, aangezien men mij vertelde dat het een groep is die afkomstig is van het CEA) zich niet verschuilen achter een verstandige anoniemheid. De zaak moet openbaar en duidelijk worden gemaakt, uit hoofde van het meest elementaire begrip van rechtvaardigheid en het gezonde functioneren van een democratie, die zich niet kan beperken tot autoriteitsargumenten. Een dergelijke ontsnapping is niet alleen symptoom van arrogantie. Het kan ook wijzen op gebrek aan zekerheid bij de betrokkenen en hun gebrek aan competentie.
Het blijkt dat het artikel waarover de anonieme auteurs een tienpaginaanse binaire kritiek hebben ontwikkeld, slechts een sterk verkorte versie is van een 115 pagina’s lang artikel dat online staat op mijn website, waarbij 880 regels uit de scriptie van Cédric Reux zijn gereproduceerd, oftewel een derde van zijn scriptie, wat zijn meest significante passages vertegenwoordigt.
Ik wil duidelijk stellen dat ik voor het plaatsen van dit artikel online eerst zonder succes probeerde contact op te nemen met mijnheer Reux per e-mail, terwijl ik hem tegelijkertijd feliciteerde met de kwaliteit van zijn werk.
Deze scriptie wees op de gevaarlijkheid van het fenomeen van disrupties in toekomstige hoge-energie tokamaks, zoals ITER. Mijn 115-pagina’s lange artikel bevatte ook citaten uit een andere scriptie, die van de Engelsman Andrew Thornton, afgerond in januari 2011, die tot identieke conclusies kwam.
Ter illustratie geef ik hieronder twee citaten uit de scriptie van Cédric Reux:
Pagina V:
« Disrupties in tokamakplasmas zijn fenomenen die leiden tot een volledige verlies van de plasmaconfinering binnen enkele milliseconden. Ze kunnen aanzienlijke schade veroorzaken aan de machines, door gelokaliseerde thermische depositie, Laplace-krachten in de structuren en door de generatie van hoge-energie elektronen die bekend staan als losgekoppelde elektronen, die interne elementen kunnen doorkruisen. Omdat het voorkomen van disrupties niet altijd mogelijk is, is het noodzakelijk om hun gevolgen te verminderen, met name voor toekomstige tokamaks waarvan de vermogensdichtheid een of twee ordes van grootte hoger zal zijn dan bij huidige machines. »
en pagina 165:
« Om toekomstige tokamaks in goede betrouwbaarheids-, veiligheids- en prestatiecondities te kunnen exploiteren, wordt het steeds noodzakelijker om disrupties van het plasma onder controle te krijgen. Deze gewelddadige fenomenen, die corresponderen met een verlies van de plasmaconfinering, zijn de oorzaak van drie soorten schadelijke effecten. De elektromagnetische effecten, inclusief geïnduceerde stromen, halo-stromen en de hieruit voortvloeiende Laplace-krachten, kunnen de vacuümkamer beschadigen en structurele onderdelen losmaken. De thermische effecten veroorzaakt door het verlies van energie in het plasma zijn in staat om onomkeerbare schade aan de wandelementen te veroorzaken die in contact staan met het plasma. Ten slotte kunnen versneld relativistische elektronenbundels tijdens een disruptie de vacuümkamer doorkruisen. »
en een citaat uit de scriptie van Andrew Thornton, pagina 14:
« De gevolgen van disrupties in de volgende generatie tokamaks zijn ernstig, de gevolgen van een disruptie in een kernenergie-tokamak zouden catastrofaal zijn. » Na het lezen van dit 115-pagina’s lange document vroeg de Europese parlementariër Michèle Rivasi me om een beknoptere versie te maken voor de 124 leden van de Technische Energieonderzoekscommissie van het Europees Parlement, wat ik deed.
Informed over de verspreiding van dit document binnen deze commissie, stuurde mijnheer Cédric Reux een brief waarin hij fel protesteerde tegen wat hij beschouwde als een kwade misbruik van zijn teksten en conclusies voor partijdoeleinden, via het bewust afkappen van citaten.
Terloops wil ik benadrukken dat het de anoniemen van het CEA waren die deze techniek gebruikten in hun tekst, altijd online op hun website, door te verwijzen naar een zogenaamde uittreksel uit het Nexus-artikel, ik citeer:
p.91:
Alle tokamaks ter wereld, inclusief Tore Supra en JET, zijn plotseling onhoudbaar geworden onder invloed van uiterst verschillende oorzaken.
Deze citatie is bewust afgekort om te verbergen dat ITER onvermijdelijk op een dag het toneel zal zijn van een grote disruptie door losraken van stof aan de wand of binnenkomst van gas als gevolg van een lekkage. Hieronder volgt de volledige, niet-afgekorte tekst:
p. 91:
Alle tokamaks ter wereld, inclusief Tore Supra en JET, zijn meermalen volledig onhoudbaar geworden onder invloed van uiterst verschillende oorzaken, variërend van losraken van stof aan de wand tot binnenkomst van koud gas als gevolg van een lekkage in de vacuümkamer. Alle machines, zowel huidige als toekomstige, hebben en zullen het fenomeen van "disruptie" ervaren.
Ik heb het weggelaten gedeelte onderstreept, wat de betekenis van de zin volledig verandert.
Laten we terugkeren naar mijnheer Cédric Reux. Tegelijkertijd met zijn fel protest tegen mevrouw Rivasi, vroeg hij om een ontmoeting met haar. Zij accepteerde en stelde een datum voor, 16 november 2011, onder voorwaarde dat ik aanwezig zou zijn en dat de ontmoeting zou worden gefilmd door een journalist, zonder dat deze vragen zou stellen of het debat zou beïnvloeden. Het video-document zou daarna zonder snijden of bewerken op internet worden geplaatst op mijn website Enquête et Débat.
Ik neem aan dat dit ongeveer tegelijkertijd was met de periode waarin een groep van het CEA het document voorbereidde dat op 17 november 2011 online werd gezet, gebaseerd op een beperkt document, zonder duidelijk kennis te hebben van het volledige document, waaruit het moeilijk zou zijn geweest om te spreken over manipulatie door afgekorte citaten, gezien de omvang en continuïteit van het materiaal.
U hebt daarna een brief gestuurd aan mevrouw Rivasi, waarin u aangaf dat u niet wenste dat mijnheer Reux met mij zou ontmoeten, alleen, en stelde u voor dat hij zou komen vergezeld door u en mijnheer Alain Bécoulet, die u voorstelde als een expert op het gebied van ITER.
Mevrouw Rivasi accepteerde en bepaalde de locatie van de ontmoeting in een zaal die beschikbaar was gesteld aan parlementariërs door de Assemblée nationale, op de boulevard Saint Germain.
Mevrouw Rivasi, de journalist en ik wachtten in het ongenoegen op uw komst op deze avond van 16 november, waarbij u drieën feitelijk gewoon afzegde zonder de beleefdheid om zelfs maar een telefoontje te plegen. De volgende dag verscheen er echter dit lange tienpaginaanse document op de website van het CEA, zonder ondertekening.
Wat moet daaruit worden geconcludeerd?
Dat het ITER-project gebrekkig is in duidelijkheid, dat de beheersing ervan op Franse en zelfs internationale schaal uiterst verwarrend lijkt. Als de anonieme auteurs van het document dat op 17 november 2011 online werd gezet op de website van het CEA het volledige artikel had gelezen, zouden ze direct de weerlegging van al hun argumenten hebben gevonden in lange citaten uit de scripties van Reux en Thornton (die in het 115-paginaanse document op mijn website staan).
Bijvoorbeeld, in tegenstelling tot de vertrouwen dat deze mensen lijken te stellen in numerieke simulaties, noem ik dit gedeelte uit de scriptie van mijnheer Reux (die ze misschien ook niet gelezen hebben):
pagina 20:
« Aangezien een tokamakplasma gemiddeld bestaat uit 10²⁰ tot 10²² deeltjes, elk van hen in interactie met alle andere, lijkt het moeilijk om zo’n systeem op te lossen, zelfs met rekening houdend met de groeiende rekenkracht van supercomputers. » Over vervormingen van interne elementen, zie scriptie Reux pagina 59, ik citeer nogmaals:
« Het lijkt dus noodzakelijk om een methode te ontwikkelen die helpt om deze verticale krachten te verminderen, die kunnen leiden tot onaanvaardbare vervormingen van de vacuümkamer. »
enzovoort, enzovoort.
De anonieme auteurs verwijten mij mijn onkennis van talrijke artikelen en presentaties over tokamaks. Ik zal hun het compliment teruggeven door te verwijzen naar een recente presentatie van G.A. Wurden, getiteld:
Dealing with the Risks and Consequence of Disruptions in Large Tokamaks « Het omgaan met de risico’s en gevolgen van disrupties in grote tokamaks » tijdens het congres dat plaatsvond op 16-17 september 2011 in Princeton, USA, waarvan het thema was « De route die leidt tot energieproductie via magnetische fusie in de ITER-epoch ».
Op dia 4 is te zien dat zijn standpunt overeenkomt met dat van Reux, Thornton en vele anderen:
4). We can’t yet simulate it even on the world’s biggest, fastest computers.
Iemand die het inhoud van zijn presentatie vergelijkt met het samenvattend verslag dat ik aan mevrouw Rivasi heb gegeven, kan alleen constateren dat de conclusies in alle opzichten identiek zijn. Tenzij mijnheer G.A. Wurden ook moet worden betiteld als onwetenschappelijk, of zoals mijnheer Philippe Ghendrih, directeur van onderzoek bij het Instituut voor Onderzoek naar Magnetische Fusie, mij ten aanzien van mijzelf suggereerde, ook hulp nodig heeft van een psychiater.
Er is nog een laatste punt dat ik wil benadrukken. In de tekst van 17 november schreven de anoniemen:
Het is werkelijk ongepast om de nucleaire veiligheidsautoriteiten van de zeven ITER-partners (Japan, Zuid-Korea, India, China, Verenigde Staten, Russische Federatie, Europese Unie) en Frankrijk te kennen als iemand die denkt dat zij ooit zouden hebben gezwegen over disrupties, als deze zo gevaarlijk waren als mijnheer Petit zich voorstelt. Deze boosaardige zin wil suggereren dat disrupties zijn verborgen voor de diverse evaluatieorganen. Dat is natuurlijk niet het geval. Disrupties worden uitgebreid besproken in de literatuur, met name meer dan 35 pagina’s daarover in het « ITER Physics Basis », gepubliceerd in het tijdschrift Nuclear Fusion in 2007 (aanvullend op het initieel rapport van 1999).
Ik daag iedereen uit om in Frankrijk een politicus, besluitnemer of wetenschappelijke journalist te vinden die, voorafgaand aan de publicatie van mijn artikelen, ooit iets had gehoord over het woord "disruptie" of het ergens had gelezen voordat mijn artikel hierover verscheen. De wetenschappelijke documenten waarnaar deze anoniemen verwijzen blijven tot op heden onbereikbaar, behalve voor specialisten in laboratoria.
Pas op 24 oktober 2011 verscheen er een nieuwe pagina op de website van het CEA: « Zoom op disrupties », duidelijk in haast geplaatst. Op basis van de scriptie van Cédric Reux, vergeten de anonieme auteur bewust te vermelden dat deze testen niet werden uitgevoerd op een zelfstandige disruptie, maar op een gezond plasma. Zie dit citaat uit de scriptie van Reux, pagina 168:
« Vanuit experimenteel oogpunt zijn de injecties alleen uitgevoerd op gezonde plasmas en vrijwel niet getest op plasmas die al voorafgaand aan een disruptie stonden. »
Dit komt neer op het testen van de effectiviteit van een brandblusser op een "niet-brand".
Ziet de auteur van de tekst, bij een enkele blik op de foto, dat deze de onmogelijkheid weergeeft van het koud gas om de directe barrière te passeren die wordt gevormd door een « resonante oppervlak », door ionisatie? Is dit een feit dat duidelijk is, maar toch genegeerd, of is het gewoon gebrek aan competentie van de auteur van deze regels?
Terugkerend naar de tekst van 17 november 2011, is de gedachte van onze anoniemen om een problematische en potentieel gevaarlijke experiment te baseren op « ingenieurswetten » (alias « keukentips »), de ontkrachting van het vereiste inzicht in fundamentele aspecten voordat zo’n kostbare en risicovolle project wordt gestart, iets wat schokkend, verantwoordeloos en zeg maar, pathetisch is.
De verzwijging van problemen gaat door. Getuige de presentatie van het ITER-project op 17 november 2011 in de Assemblée nationale door mijnheer Paul Garin van ITER France, die deze grote obstakel, bekend bij alle specialisten al decennia, negeert. Maar kent hij het? Daar twijfel ik aan, terwijl ik luister naar een toespraak die is opgesteld zonder enige tegenstander, die meer lijkt op propaganda dan op een wetenschappelijke uitspraak.
De waarheid is dat de briljante prestatie van JET met een seconde aan fusie-energie, evenals het succes van de Tore-Supra-experimenten, waarbij een niet-thermonucleair plasma gedurende zes minuten werd gehouden met behulp van supergeleidende apparatuur en een systeem voor het onderhoud van de plasma-stroom, een ongeoorloofd gevaarlijke opwinding heeft veroorzaakt voor deze formule, waarvan de fundamentele problemen al jaren goed waren gekend.
Ik verwijst naar de conclusies van de presentatie van G.A. Wurden, eerder genoemd, over ITER. Ik herinner eraan dat hij in de slotnotities benadrukt dat het plasma in tokamaks niet 100% gecontroleerd is en dat een intensieve testcampagne op bestaande machines of snel afgeronde machines moet worden ondernomen voordat ITER wordt ingezet.
Zijn presentatie, dia 28:
- We must demonstrate control of high energy tokamak plasmas before ITER
Zijn presentatie, pagina 32:
- Where is the best to study tokamak disruptions … not ITER !
Bovendien zijn alle methoden die gericht zijn op actieve controle van het plasma (Zuid-Korea, Engeland) nog steeds in een projectfase en, hoewel in de pers als vooruitgang gepresenteerd, zijn ze tot op heden absoluut niet operationeel.
Hoewel het logisch is om fundamentele onderzoeksactiviteiten voort te zetten, was het onredelijk om een project van deze aard te presenteren als voorloper van industriële realisaties die zich uitstrekken tot het einde van de eeuw.
Maar, in het kielzog van politieke dromen, zijn de ontwerpers toch aan de slag gegaan. De plannen voor ITER zijn meer dan tien jaar geleden, met grote kosten, volledig opgesteld, gebaseerd bijvoorbeeld op technologische oplossingen (een eerste wand gebaseerd op koolstof) die onderweg moesten worden opgegeven en vervangen door keuzes die veel gevaarlijker zijn (beryllium, giftig en kankerverwekkend).
Het apparaat is volledig ontworpen, terwijl er nog geen geldige gegevens waren over de houdbaarheid van materialen tegen slijtage, thermische schokken en hun weerstand tegen bestraling door fusie-neutronen (14 MeV), die zeven keer energieker zijn dan die uit verval. Alles dit gebeurde terwijl waarschuwingen werden genegeerd van twee Franse Nobelprijswinnaars, Pierre-Gilles de Gennes en Georges Charpak, en van de Japanse Nobelprijswinnaar Masaroshi Koshiba, die in 2004 zonder aarzelen verklaarde:
- Dit project is niet meer in handen van wetenschappers, maar in handen van politici en zakenlieden.
De problemen met disrupties, die duidelijk nog lang niet onder controle zijn, zijn onderschat, ofwel bewust, ofwel door lichtvaardigheid, of gewoon door incompetentie. Geen enkele industriële onderneming zou een zo omvangrijk en ambitieus project starten na het lezen van deze zin uit de opmerking van het CEA van 17 november 2011, die refereert aan het inspanningsniveau om ze te controleren:
- De huidige resultaten zijn bemoedigend, en het is redelijk om te denken dat één of zelfs meerdere van deze innovatieve methoden, bovenop de beschikbare, tegen 2019-2020 klaar zullen zijn voor het eerste waterstofplasma, en nog veel meer tegen 2026 met het eerste deuteriumplasma.
Ik zal hier niet zo beledigend uitmaken als mijnheer Philippe Ghendrih, directeur van onderzoek bij het IRFM, of zoals altijd aanwezig in de opmerking die het CEA op 17 november 2011 op zijn website plaatste. Op basis van de inhoud van de presentatie van G.A. Wurden, waarvan de aanbevelingen volledig overeenkomen met de mijne, zal ik eenvoudigweg, met meer soberheid, eindigen met een enkele zin: Het ITER-project is niet redelijk.
Gelieve, geachte heer Algemeen Directeur, het uitdrukken van mijn hoogachtende groeten te aanvaarden en te zorgen voor het online plaatsen van dit document, evenals zijn Engelse vertaling, op de website van het CEA, naast het beledigende document dat het CEA op 17 november 2011 heeft geplaatst, als legitieme recht van antwoord.
Jean-Pierre Petit
28 juni 2012:
Geen reactie van Bernard Bigot op mijn brief, verzonden per aangetekend met retourbewijs. ---
Nieuwigheden Gids (Index) Startpagina