Document sans nom

autre

Effecten van aankondiging

10 mei 2012

Sinds ik me begon te mengen in het ITER-project en in de tokamaks, vermenigvuldigen zich de effecten van aankondigingen. Het woord "disruptie" is verschenen in Wikipedia. Tijdens bezoeken aan Cadarache is het publiek niet langer tevreden met het bewonderen van de mooie maquette die wordt getoond en het zwijgend luisteren naar de woorden van een charmante gastvrouw. De mensen beginnen vragen te stellen.

Deze dagen is een nieuwe, partijdige tekst in steun van het ITER-project verschenen op verschillende websites. Ik ben overspoeld met berichten hierover en heb besloten hierop te antwoorden op mijn eigen site. Opnieuw is het volkomen onzin. Dat was mijn indruk, bevestigd door telefoontjes naar specialisten in hete plasma’s, die nog steeds in dienst zijn en dus moeten zwijgen.

Over een tiental dagen geef ik een lezing in de regio over ITER en kernenergie in het algemeen, als ik de tijd heb. Er is een lange video (een uur vijftig) op de site van Enquête et Débat, die ik aanbeveel te bekijken, waarin ik de kritiek van Glenn Wurden uit september 2011 weergaf (die ik een uur aan de telefoon had een paar maanden geleden), geformuleerd tijdens een congres over toekomstige tokamaks in september 2011 in Princeton. In de video leg ik zijn "slides" uit, eerst in het Engels, dan meteen in het Frans. Dit staat in het "best of" van de site Enquête et Débat (groene vakje rechtsboven).

Maar een uur vijftig is lang. Het had moeten worden opgedeeld in afzonderlijke segmenten. Destijds had ik alles op een rijtje opgenomen, zonder montage. Het zou fijn zijn geweest als er een permanente link zou zijn op de site van Sortir du Nucléaire, die alleen maar gebeurtenissen publiceert. Ik had Philippe Brousse, voorzitter van deze collectief van 900 verenigingen, voorgesteld om een icoon op de startpagina te plaatsen, die verwijst naar inhoudelijke artikelen over de wetenschappelijke en technische aspecten van kernenergie. Hij heeft me nooit beantwoord. Het zijn organisatoren van happenings.

De lezing die ik ga geven, wordt opgenomen in video en direct online gezet. De mensen die beeld en geluid opnemen, zullen zelf de beelden die ik aanbieden plaatsen. Dat kost een beetje tijd. Ook moet de timing van de beelden precies afgestemd worden op het juiste moment en voor een passende duur.

Vandaag werk ik aan een verzameling modellen, gebaseerd op kleine torussen van polystyreen, met een diameter van 30 cm, die ik gisteren in Aix heb gekocht. Ik zal proberen een eerste versie te maken: uitleggen hoe een tokamak werkt, dus ook ITER, wat mensen volledig niet weten. Het is niet vreemd dat de keuze van de term "poloïdaal magnetisch veld" niet bijdroeg aan duidelijkheid.

Ik zal proberen alles wat ik kan in 45 minuten te plaatsen, de maximale aandachtspanne die publiek kan bieden.

De organisatoren hebben geprobeerd deze manifestatie een debatachtige uitstraling te geven. Michel Claessens, verantwoordelijk voor communicatie bij ITER, had eerst ingestemd. Toen hij echter wist dat hij tegenover mij zou staan, trok hij zich terug, omdat hij niet wilde debatteren met iemand die "te negatief" was (...).

Ook bij de wetenschappers van het Instituut voor Onderzoek op het gebied van magnetische fusie, gevestigd in Cadarache, binnen de muren, het bastion van de fusie in Frankrijk, was er een uitvlucht. Michel Chatelier, Gabriel Marbach, voormalige directeuren. Alain Bécoulet, specialist in ITER, Philippe Gendrih, directeur van onderzoek in dit instituut, "de heer Fusie bij het CNRS".

We zullen lege stoelen plaatsen met hun namen en filmen.

Alles is vermoeiend en ik ben moe. Zeventig vijf, dat weegt wel een beetje.

Goed, laten we nu die effecten van aankondiging bekijken. We zullen ze één voor één doorlopen en hier in deze pagina volledig ontkennen.

ITER Organization heeft middelen, geld, en de mogelijkheid om informatie te verspreiden, waarvoor het publiek en internetgebruikers tot nu toe geen tegenmaat hadden. Nu gaat het om een recente mededeling over de "Greenwald-limiet". Ik geef eerst de mededeling, daarna leg ik het uit:

Bron:

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

Fysica en nanotechnologie

Een stap verder naar het beheersing van kernfusie?

Twee fysici in de VS hebben recent een mogelijke verklaring gevonden voor een van de belangrijkste problemen die de ontwikkeling van kernfusie belemmeren. Ze stellen een oplossing voor die, indien experimenteel bevestigd, een aanzienlijke prestatieverbetering binnen tokamaks zou kunnen opleveren. Dat is een aanmoediging voor onze hoop om deze nieuwe technologie te beheersen, zodat we deze kunnen gebruiken voor industriële elektriciteitsproductie.

Inderdaad, terwijl de toekomst van de planeet energie in het middelpunt van de zorgen staat, zou kernfusie een ideale energiebron zijn, omdat deze overvloedig en weinig vervuilend is. Toch zijn de strikte voorwaarden voor fusie moeilijk te realiseren, zodat de technologie nog steeds in de fase van onderzoek en experimentatie verkeert. Het doel van een fusiecentrale, die de warmte uit fusiereacties omzet in elektriciteit, is nog ver weg. Nationale en internationale wetenschappelijke gemeenschappen zijn grote projecten gestart, afgestemd op dit aanzienlijke uitdaging. De omvang van de investeringen laat een deel van de bevolking perplex. De ontwikkeling van kernfusie is momenteel een bron van discussie over de relevantie van het steken van zulke sommen voor een resultaat dat niet gegarandeerd is. In dit kader zijn de verwachtingen talrijk en dringend.

Daarom werd de ontdekking van Luis Delgado-Aparicio en David Gates, beide fysici bij het Princeton Plasma Physics Laboratory van het Amerikaanse Department of Energy, met enthousiasme ontvangen.

Zij richtten hun aandacht op instabiliteiten die kunnen optreden in het plasma binnen tokamak-configuraties, en die het belangrijkste probleem vormen dat hun ontwikkeling remt.

Het optreden van deze driedimensionale instabiliteiten, bekend als "disrupties", is erkend als onvermijdelijk, zelfs onder normale beperkingscondities.

Ze vertegenwoordigen een plotselinge en snelle verlies van beperking van het plasma, en kunnen het materiaal aanzienlijk beschadigen. Bovendien zijn de risico's op schade groter naarmate de kracht van de tokamak groter is. Zo zou het prototype van een krachtige tokamak, ITER, dat momenteel wordt gebouwd in Cadarache, zijn hele installatie ernstig kunnen beschadigen.

Een belangrijke oorzaak van deze disrupties is de verhoging van de dichtheid van het plasma boven een bepaalde kritieke waarde, de zogenaamde Greenwald-limiet. Deze limiet lijkt universeel

en haar oorsprong blijft tot op heden mysterieus

.

Voor fusie in het plasma moet het voldoende dicht en heet zijn om de lichte kernen in het plasma dichter bij elkaar te brengen en hun hercombinatie tot zwaardere kernen te veroorzaken. Deze hercombinatie gaat gepaard met een grote hoeveelheid energie in de vorm van warmte, die we willen terugwinnen om daarna elektriciteit te produceren. Deze fusiereactie vindt natuurlijk plaats in de zon en de meeste sterren. In theorie zou meer energie in het plasma leiden tot een hogere dichtheid, en dus meer fusiereacties. De Greenwald-limiet staat hier tegenover. Bovendien, omdat het tempo van nucleaire reacties evenredig is met het kwadraat van de dichtheid van het plasma,

beperkt deze limiet de prestaties van een tokamak van een bepaalde grootte. Daarom zoeken wetenschappers al decennia naar een verklaring.

De diepgaande studie van L. Delgado en D. Gates richt zich op dit probleem. Ze stellen een frisse, andere verklaring voor, die verschilt van de verklaring van Greenwald, de fysicus van het MIT die de vergelijking opstelde die deze limiet beschrijft (en die zijn naam draagt).

Mijn opmerking: Greenwald heeft zijn vergelijking niet op theoretische basis opgesteld. Dat noemde het CEA, in een tekst op hun website die bedoeld was om mij te bagatelliseren (en waarvoor ik geen recht van antwoord had): een "technische wet", oftewel een volledig empirische formule, afgeleid uit waarnemingen. U vindt deze mooie formule door "Greenwald limiet" te zoeken in Wikipedia:

U ziet dat volgens deze wet het onmogelijk is om in een tokamak deze waarde van dichtheid te overschrijden, die evenredig is met de "plasmastroom", de stroom die in het plasma circuleert (een miljoen vijfhonderdduizend ampère in Tore Supra, 15 in ITER) en omgekeerd evenredig met het kwadraat van de waarde van de "kleine straal" van de toroïdale kamer. Deze studies zijn in de jaren tachtig van Greenwald op een volledig empirische manier gestart.

Een artikel van hem uit 1988

Laten we nu terugkeren naar de aankondiging waarover dit kader gaat:

Volgens Greenwald zou de instabiliteit voortkomen uit een te groot straling van het randplasma, wat de temperatuur verlaagt en daardoor de weerstand verhoogt. De stroom die in het plasma circuleert, verplaatst zich dan van de rand naar het centrum, zodat de stroomdichtheid in het centrum de drempelwaarde (de zogenaamde Kruskal-Shafranov (KS), evenredig met het toroïdale veld) bereikt, waarop een magnetohydrodynamische (MHD) instabiliteit ontstaat: het plasma wikkelde zich op en raakte de wand van de tokamak, waar het afkoelde. De stroom van het plasma wordt dan gedwongen om in de wand te doordringen, wat leidt tot afbraak.

Echter, de aanvang en het einde van dit proces zijn niet duidelijk.

De aanpak van L. Delgado en D. Gates richt zich op de magnetische eilanden die ontstaan wanneer de limiet wordt bereikt. Ze tonen aan, met behulp van vergelijkingen, dat deze eilanden de oorzaak zijn van het instorten van het plasma.

De relatie tussen deze eilanden en het instorten is niet nieuw,

maar de oorzaak-gevolgrelatie is in eerdere studies niet geïdentificeerd.

Hier is dus het nieuwe scenario dat ze voorstellen: de eilanden zijn verantwoordelijk voor twee negatieve effecten:

Aan de ene kant accumuleren ze vervuiling afkomstig van de wanden van de tokamak, wat het plasma afkoelt,

en aan de andere kant fungeren ze als schilden tegen extra energie-injectie in het systeem. Wanneer de geïnjecteerde macht lager wordt dan de macht die de eilanden afgeven door het Joule-effect, breekt het evenwicht.

De eilanden groeien tot een groot genoeg formaat om de elektrische stroom die helpt bij het beperken van het plasma te laten instorten. Het plasma verdwijnt dan in enkele milliseconden.

Er blijft nu nog over om deze hypothese experimenteel te controleren, wat binnenkort gebeurt op de tokamaks C-Mod van het MIT en DIII-D van General Atomics in San Diego. Dankzij deze nieuwe visie op het probleem hebben L. Delgado en D. Gates een mogelijke oplossing bedacht om dichtheden te bereiken boven de Greenwald-limiet:

het zou bestaan uit het rechtstreeks injecteren van energie in het hart van de eilanden.

Als deze manipulatie werkt, kunnen de noodzakelijke voorwaarden voor fusie (hoge temperaturen en hoge dichtheid) in de toekomst veel gemakkelijker worden gerealiseerd.

"Als..." zoals de Lacedemoniërs zegden

Voor meer informatie, contacten:

Redacteuren:

Catherine Marais, bijzonder wetenschappelijk adviseur;

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

Vind al onze activiteiten op http://france-science.org.

Wat volgt is ontleend aan een recenter artikel (een presentatie uit 2001)

Het artikel van Greenwald, 2001

Als je het artikel van Greenwald leest, zie je hoe weinig het gebaseerd is op theoretische grondslagen.

Het is puur empirisme.

Hij had de idee voor deze wet uit het niets, en testte het. En de grafieken die ze geven lijken overeen te komen met wat hij had bedacht. Maar er is geen duidelijke oorzaak-gevolgrelatie. Dit toont de zwakte van de manier waarop theoretici de grip hebben op dit probleem van hete plasma’s onder invloed van magnetische velden.

Greenwald is een experimentator die zijn doctoraat deed aan de machine ALCATOR in de VS in de jaren tachtig. Hij verhoogde geleidelijk de dichtheid in de kamer door ijsblokjes van vaste waterstof in te brengen. Dat veroorzaakte lokale dichtheidsverhogingen, maar die verspreidden zich snel door de hele kamer. Hij kwam tot een limietwaarde van dichtheid, die hij probeerde te lokaliseren met verschillende waarden van de plasmastroom, een parameter waarop hij kon invloeden. Daar zag hij dat de kritieke dichtheid afhankelijk was van het kwadraat van de stroomsterkte, vrij trouw. Maar het was gewoon een puur experimenteel constatering.

Later verfijnde hij zijn werk, en het volgende is ontleend aan een presentatie uit 2001

Een van de grafieken waarop Greenwald casussen van disrupties heeft geplaatst.

Over disrupties geeft hij in zijn artikel een grafiek die de hevigheid van het instorten van de stroom laat zien:

Hier is de conclusie van Greenwald:

  • Dit vertegenwoordigt een substantiële vooruitgang in het begrijpen van dit belangrijke en interessante probleem (...)

  • Het is opmerkelijk dat een eenvoudige empirische wet een greep kan krijgen op een zo complex probleem.

  • Het feit dat deze wet ook zo goed werkt op een breed scala aan beperkingsystemen is opmerkelijk.

  • ........

Maar het begrijpen van de oorsprong van dit fenomeen blijft een uitdaging.

We hebben al in de jaren vijftig met tokamaks experimenteerd, wat betekent dat we gedurende decennia hebben gewerkt met een plotselinge, destructieve fenomeen waar we niets van begrepen. Ik herinner me het telefoontje van een uur dat ik had met Philippe Gendrih, onderzoeker bij het IRFM, die deze Greenwald-limiet beschreef als "een belangrijk element".

Het gaat dus om een empirische beheersing van een fenomeen, die een kwart eeuw geleden werd geïntegreerd in een "technische wet", waarvan de begrijping sindsdien geen stap vooruit heeft gedaan.

Let op dat Gendrih zich fel weigert om met mij te debatteren, gefilmd (en dus online verspreid).

Deze "technische wet" die Greenwald heeft opgesteld, zoals de idioot die tien pagina’s over mij op de site van het CEA heeft gepubliceerd, is een voorbeeld van alles wat we hebben om een tokamak te besturen, een machine die net zo problematisch is als ITER. U hebt gelezen dat Greenwald dacht dat disrupties voortkwamen uit een fenomeen dat zich nabij de wanden afspeelde en zich vervolgens naar het centrum van het plasma verspreidde.

Het besturen van een kleine experimenten met "technische wetten" is nog te verdragen. Maar het is verantwoordeloos om op zulke bestuurssystemen de grootste fysica-experiment ooit op de wereld te baseren.

Het artikel dat in deze pagina wordt besproken, van L. Delgado en D. Gates, is geprezen als "een grote ontdekking" in de krant "l'Usine Nouvelle". Delgado en Gates suggereren dat disrupties hun oorsprong vinden in het hart van het plasma, en niet via randinstabiliteiten die een afkoeling veroorzaken die zich naar het centrum verspreidt (zoals Greenwald stelt). Ze verwijzen naar deze "eilanden" die geneigd zijn om zich in het plasma te vormen en die vormen van grote-schaal magnetische turbulentie zijn. In feite vertegenwoordigt de vooruitgang van deze onderzoekers het belang van termen in een vergelijking.

Het plasma in tokamaks vervuilt onvermijdelijk, door loskoppeling van atomen, microscopische stofdeeltjes van de wand. Deze atomen of atoomaggregaten hebben h

Miroir Local Page Originale
← Retour à l'accueil Voir plus dans autre →