Otwarty list do Georges'a Charpaka w sprawie ITER
Otwarty list do panów Charpaka, Balibara i Treinera
21 sierpnia 2010
Jacques Treiner ****
do Panów
Georges Charpak
, laureata Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki
( Akademia Nauk w Paryżu)
(Uniwersytet Pierre i Maria Curie)
Sébastien Balibar
(École Normale Supérieure)
Załącznik : list profesora Walentina Smirnowa z 2007 roku, dyrektora Instytutu Fuzji Jądrowej w Instytucie Kurchatowa Wysokich Temperatur w Moskwie,
nadal bez adresata.
Panowie,
Przeczytałem w prasie Państwa stanowiska przeciwko projektowi ITER.
Za trzydzieści lat, gdy porażka projektu stanie się ewidentna, łatwo będzie tym ludziom odejść na emeryturę, mówiąc „przykro nam, pomyliliśmy się”, przekazując to dziecko, które stało się nieprzeżywalnym potworem po bolesnym i kosztownym okresie rozwoju, następnym pokoleniom.
Rzeczywiście, jak Państwo podkreślają, koszt tego projektu osiągnie taki poziom, że będzie stanowić całość środków na badania naukowe przez najbliższe dwadzieścia lat.
Powtarzając obraz rozpowszechniony przez prasę, uproszczony, aby szeroka publiczność mogła zrozumieć, dzieje się tak, jakby obiecywano nam zamknięcie Słońca w garnku, ale nie posiadamy tego garnka, a tę „drobnostkę” odłożono na później, kiedy wykazano możliwość fuzji zdolnej wygenerować więcej energii niż jej zużywa, przez kilka minut.
Jednym z tych, którzy zwrócili uwagę na problematyczny aspekt poszukiwania magicznego materiału, z którego powinien być wykonany ten garnek, był nieodżałowany Gilles de Gennes, który był niezwykle sceptyczny co do możliwości, że nadprzewodzący magnes mógłby przez długi czas opierać się tak niszczącemu strumieniowi neutronów.
Jet wyprodukował reakcje fuzji przez czas rzędu sekundy, to fakt.
Wyprodukował 15 megawatów energii fuzji, ze stosunkiem
Q = energia wyprodukowana/energia wstrzyknięta = 0,65
Oczekuje się, że ITER wyprodukuje 500 MW, z wydajnością wyższą niż jednostka (Q=10), zapewniając działanie przez sześć minut. Zakładając, że ten cel zostanie osiągnięty, przez te sześć minut, jaki interes przedstawiałaby ta demonstracja, jeśli nie znaleziono rozwiązania, aby zapobiec szybkiej i niezwykle kosztownej degradacji niezbędnego systemu konfinowania magnetycznego? Jak taki generator mógłby być opłacalny, jeśli trzeba wymieniać jego nadprzewodzący magnes co tydzień lub co miesiąc?
Prasa poruszyła kwestię ścianki i jej problematycznej wytrzymałości. Wiadomo, że nie podlega ona jedynie bombardowaniu neutronów, emitowanych podczas reakcji fuzji. Wpadają również jony wodoru odpowiadające „ogonom rozkładów prędkości Maxwella-Boltzmanna”, w tej plazmie o temperaturze 100 milionów stopni. Plazma fuzji jest zderzeniowa, a te zderzenia dążą do ustanowienia, wokół średniej prędkości termicznej, rozkładu prędkości w krzywej Gaussa, z powolnymi i szybkimi jonami na każdym końcu. Te ostatnie przejdą przez barierę magnetyczną i oderwą jony od ścianki, od „first wall”. Te uciekną, zanieczyszczając plazmę, i spowodują jej chłodzenie przez promieniowanie hamowania (Bremsstrahlung), które rośnie jak kwadrat ładunku jonowego (efekt groźny, jeśli ten first wall jest z wolframu!). To zanieczyszczenie przez ciężkie jony byłoby nieuniknione.
Przewidziano oczyszczanie plazmy fuzji, które ma być zapewniane wzdłuż „rowków” dobrze widocznych u podstawy komory toroidalnej, odpowiadających technice zwanej „divertor”. Taki system nigdy nie był testowany na pełną skalę i nic nie mówi, że będzie skuteczny. Kolejny problem.
System oczyszczania ITER („divertors”)
W obliczu tej rodzącej się polemiki, pan Bernard Bigot, administrator CEA, oświadcza:
*- Jeśli nie zbudujemy ITER, jakimi środkami 9 miliardów ludzi, w 2070 roku, będzie mogło zaopatrywać się w energię, aby zaspokoić swoje potrzeby? ... Jak zapewnić całej planecie, w perspektywie tego wieku, trwałą energię? .... Jeśli opanujemy fizykę, znajdziemy materiały zdolne opierać się strumieniowi neutronów o energii 14 milionów elektronowoltów. ... Rezygnacja byłaby nierozsądna. Przeszkody zostaną opanowane. *
Czytam, że Państwo sugerują, jednocześnie z całkowitym zatrzymaniem tego projektu ITER, powrót do techniki reaktorów powielających z neutronami szybkimi, takich jak Superphénix, i ogólnie do elektrowni tak zwanej czwartej generacji. Technika reaktora powielającego z neutronami szybkimi jest wariantem klasycznej energetyki jądrowej, opartej na rozszczepieniu plutonu 239. Wykorzystując fluid chłodzący, taki jak sód, który łatwiej przepuszcza szybkie neutrony, w przeciwieństwie do wody (pod ciśnieniem), która je zatrzymuje. Operuje się bombardowaniem neutronowym transmutacją płaszcza płodnego z U238, który przekształca się w Pu 239, ze stosunkiem 1,25, ten reaktor „produkuje więcej plutonu niż go zużywa”.
Ta opcja, której niebezpieczeństwo było przedmiotem krytyki, aż do zatrzymania projektu, nie eliminuje problemu aktywacji struktur i masowego wytwarzania odpadów.
Żałuję, że Państwo nie wspominają, wśród innych możliwych opcji, tej o fuzji aneutronowej, (w rzeczywistości bardzo słabo neutronogenniej, z powodu reakcji wtórnych, o znaczeniu mniejszym), gdzie najbardziej wskazana mieszanka to kombinacja
Bor11 + Wodór1, dająca trzy Hel4 i ... brak neutronów
Dopóki temperatura zapłonu stu milionów stopni nie została osiągnięta ( w angielskim JET ) pozyskiwanie energii fuzji z mieszanki deuter-tryt było poza zasięgiem. Przełom dokonany z angielską maszyną JET zmienił sytuację w 1991 roku (pierwsze reakcje fuzji) - 1997 (uzyskanie wydajności Q = 0,64 z mocą 15 MW uwalnianą przez reakcje fuzji).
W przypadku tej reakcji Bor - wodór ta temperatura zapłonu wynosi miliard stopni. Otóż zdarza się, jak doniósł profesor Malcolm Haines w 2006 roku, że temperatura osiągająca szczytowo 3,7 miliarda stopni mogła być osiągnięta w 2005 roku w maszynie Z w Sandia, zaprojektowanej przez profesora Gerolda Yonasa na początku lat siedemdziesiątych, a kierowanie pracami zostało następnie powierzone profesorowi Deeneyowi.
Ion Viscous Heating in a Magnetohydrodynamically Unstable Z Pinch at Over 2 x 109 Kelvin
M. G. Haines, P. D. Le Pell, C. A. Coverdale, B. Jones, C. Deeney, and J. P. Apruzese
PHYSICAL REVIEW LETTERS 24 lutego 2006
Temperatura znacznie wyższa została bardzo prawdopodobnie osiągnięta już w 2008 roku w maszynie ZR (maszyna Z „refurbished”, gdzie natężenie wyładowania zostało zwiększone z 18 do 28 milionów amperów). Otóż temperatura osiągnięta rośnie w zasadzie jak kwadrat tego natężenia. Tak więc temperatura kilku miliardów stopni mogłaby, potencjalnie, zostać osiągnięta z tym nowym montażem. Ale, jak mogłem się przekonać, z ust Matzena i Mac Kee, dwóch administratorów projektu, przybyłych zdać raport z jego prostych aspektów technologicznych na konferencji Wysokich Mocy Pulsowanych w Wilnie (wrzesień 2008), gdzie prezentowałem trzy komunikaty MHD, te pytania wydają się dziś ewidentnie objęte tajemnicą wojskową, a nawet przedmiotem śmiesznych prób dezinformacji, których byłem zdumionym świadkiem, aby ukryć, w miarę możliwości, nowe postępy dokonane.
Proste wspomnienie przy okazji: brak ograniczenia zasadniczego temperatur maszyn tego typu pozwala rozważać ewentualne przetwarzanie odpadów, a nawet syntezę ciężkich elementów, poszukiwanych, te maszyny Z mogłyby pewnego dnia zbliżyć się do warunków, które znajdują się w sercu ... supernowych (bilion stopni).
Oczywiście, taka liczba wydaje się science fiction, ale kto, poza kilkoma wizjonerskimi fizykami, wyobraził sobie w latach trzydziestych dziesiątki milionów stopni bomb atomowych, w latach czterdziestych setki milionów bomb wodorowych, a na początku trzeciego tysiąclecia miliardy stopni maszyny Z?
Jak potwierdził mi Malcolm Haines w e-mailu, to, co wychodzi z Sandia, jest przedmiotem cover up. Fuzja mieszanki Litium-wodór (standardowy materiał wybuchowy bomb tak zwanych wodorowych) wymaga tylko 500 milionów stopni. Kompresor MHD pochodny od maszyny Z mógłby zastąpić niezbędne urządzenie rozszczepienia, niemożliwe do miniaturyzacji, z powodu ograniczenia masy krytycznej, która ogranicza moc do minimum 300 hektoton TNT. Ta czysta fuzja otwiera drogę do możliwej miniaturyzacji urządzenia. Ponadto, produkując tylko hel, jest „zieloną bombą”, wreszcie używalną. Niewielkie moce, o których można by marzyć, pozwoliłyby na jej użycie bez ryzyka, że osoba obsługująca urządzenie naraża się na nieprzyjemne opady na twarz, i to na nieograniczone odległości, z powodu ich rozproszenia przez prądy strumieniowe.
Ale, ktoś się sprzeciwi, jak można przez sekundę wyobrazić sobie, że można umieścić maszynę Z o średnicy trzydziestu metrów w korpusie bomby?
Kompresor MHD magneto-kumulatywny wynaleziony w 1954 roku przez Andrieja Sacharowa, gdzie energia pierwotna to po prostu energia chemicznego materiału wybuchowego, pozwolił w tym czasie na wyprodukowanie 100 milionów amperów w ... kilku milisekundach.
Pozostało skrócić czas, przez który to natężenie elektryczne było dostarczane. Było bezpośrednio związane z czasem potrzebnym do zgniecenia, za pomocą chemicznego materiału wybuchowego, wnęki, w której utworzono silne pole magnetyczne. Rosjanin Czernyszew (zawsze oni!) rozwiązał problem bardzo sprytnie, nadając komorze kształt ... akordeonu, wokół którego wylewano następnie materiał wybuchowy. Moc produkowana zależała bezpośrednio od objętości magnetyzowanej i skompresowanej, ta nowa geometria sprawiała, że ta kompresja mogła być uzyskana w skalach ... milimetrowych, więc dostarczyć wymagane 100 nanosekund.
Wiemy, że te „bomby czystej fuzji”, nieskończenie miniaturyzowalne, do skali zwykłej ... kuli, są w fazie badań w USA i Rosji, zgodnie z dobrze znaną zasadą:
Bomby najpierw, energia potem....
We Francji, postawa DGA została nam natychmiast przekazana:
*- Nic nie zostanie zrobione w braku zgody armii. *
co nie było natury upraszczającej sprawy. Nawet jeśli postawa polega na trzymaniu broni w gotowości, z braku kompetencji. Inny aspekt, i nie najmniejszy: ta technologia jest potencjalnie proliferacyjna, ponieważ pozwoliłaby każdemu krajowi na wyposażenie się w broń czystej fuzji, bez konieczności przechodzenia przez długą, kosztowną i nie dyskretną drogę wzbogacania izotopowego uranu.
Nie ignoruję, że uzyskanie tej temperatury progu nie wystarczy, aby te reakcje fuzji mogły się odbyć i że minimalne warunki konfinowania muszą również być spełnione (kryterium Lawson). Ale już w 2005 roku reakcje fuzji, w celach D-T, mogły być uzyskane w Sandia, z dużym uwalnianiem energii.
Moglibyśmy sobie powiedzieć: aby zrobić nową bombę, dlaczego nie? Ale jak wyobrazić sobie generator czystej fuzji?
Źródła wyładowań LTD, wynalezione przez Rosjan (znowu oni!) pozwalają rozważać powtarzalność na wysokim tempie oraz niemal nieograniczone zwiększenie natężeń elektrycznych zaangażowanych przez mnożenie tych jednostek podstawowych, wielkości pudełka na buty. Drugi punkt; produkcja energii przez te systemy jest równoważna eksplozji, i nadaje się, z wydajnością 70 %, do bezpośredniej konwersji MHD, operując to rozprężanie w polu magnetycznym (kompresja tego pola magnetycznego w tych warunkach wysokiego magnetycznego Reynoldsa).
Używamy pojazdów spalających paliwa kopalne. Jeśli maszyna parowa była przez dziesięciolecia podstawowym silnikiem statków, pociągów i maszyn rolniczych, dziś zniknęły, nawet jeśli przetrwały w formie turbin parowych. Przez maszyny parowe rozumiemy systemy, w których fluid, z którego wydobywa się energię, jest o temperaturze niemal stałej. Silniki naszych samochodów są „silnikami wybuchowymi”, gdzie spalanie paliwa odbywa się w wysokiej temperaturze, przez bardzo krótki czas. Nazwijmy je silnikami spalania impulsowego, ponieważ nie chodzi, stricto sensu, o eksplozję. Znajdujemy tam, wybierając opis najbardziej schematyczny, ten dwutaktu:
-
Kompresja
-
Spalanie impulsowe
-
Rozprężanie, gdzie część energii, magazynowanej w kole zamachowym, zapewnia następną kompresję
ITER, z jego stałą temperaturą, jest niczym innym niż maszyna parowa III tysiąclecia
Systemy kompresji MHD reprezentują systemy fuzji impulsowej. Tam jest przyszłość, nie w projektach takich jak ITER, które z natury są niezdolne do rozszerzenia na fuzję nie zanieczyszczającą, do zapewnienia miliarda stopni wymaganych.
Uzupełnienie kompresora MHD to „koło zamachowe”, system magazynowania. Może chodzić o rozwój techniki kondensatorów, a nawet zwykłych kół zamachowych (przypominam, że te systemy mechaniczne stanowią źródło magazynowania energii wymaganej dla dzisiejszych tokamak, których solenoidy nie nadprzewodzące produkują pole magnetyczne impulsowe). Wszystko prowadzące do schematu poniżej:
- Kompresja MHD
- Fuzja
- Produkcja energii podczas rozprężania plazmy, przez „konwersję bezpośrednią”
- Magazynowanie części tej energii - Etc....
Niski koszt tych instalacji wymagałby, aby przygoda została podjęta natychmiast. Ale to implikowałoby uruchomienie projektu europejskiego, obowiązkowo włączającego Rosjan, którzy panują niepodzielnie od powojnia w dziedzinie MHD, podczas gdy ta dziedzina popadła w zapomnienie we Francji od 3 dekad. Sytuacja trudna do nadrobienia.
Efekty w dziedzinie czystej nauki znajdują się w prawdziwej terra incognita, tej plazm w stanie „nierównowagi odwrotnej”. W świetlówce, gaz elektronów jest o dziesięciu tysiącach stopni, a gaz „ciężkich, jonów pozostaje w temperaturze zwykłej: stan nierównowagi klasycznej.
W maszynach Z jony są o 3,7 miliarda stopni, a elektrony o dziesięciu milionach.
Siły Laplace zmuszają jony i elektrony do zbiegania na osi z prędkością 400 km/s. Potężne siły elektrostatyczne zapobiegają oddalaniu się ładunków na odległość (małą) większą niż odległość Debye'a. W momencie uderzenia na osi ta energia kinetyczna znajduje się przekształcona, z powodu zderzeń, w energię termiczną. Ale teoria kinetyczna gazów uczy nas, że transfer energii jest jak stosunek mas dwóch cząstek w interakcji. Stąd czasy relaksacji znacznie różne.
*- Prawie stan równowagi termodynamicznego ustala się w ciągu kilku nanosekund (jak obliczył Malcolm Haines) wewnątrz jonów z jednej strony, elektronów z drugiej. *
*- Ale transfer energii między tymi dwoma populacjami to zupełnie inna para kaloszy. Stąd stwierdzona różnica. *
Chodzi więc o nowy typ plazmy, fantastyczny temat badań dla teoretyków i eksperymentatorów, poza tym aspektem produkcji energii. I to w momencie, gdy fizyka, zarówno eksperymentalna, jak i teoretyczna, jest ... w swobodnym spadku, gdy studenci tracą nią zainteresowanie w sposób dramatyczny.
W swoim artykule, Haines zauważa ponadto, że wzrost temperatury, sygnalizowany przez poszerzenie (znaczne) linii, trwa, podczas gdy sznur plazmy już rozpoczął swoje rozprężanie. Sugeruje, że ten, przez procesy turbulencji MHD, dokonuje konwersji energii pola magnetycznego otoczenia. Nowy temat badań, prawdziwy el Dorado dla badaczy szukających tematów na rozprawy.
Zdziwia mnie, że te prace nie spotkały się z większym oddźwiękiem w środowiskach naukowych europejskich, w szczególności z powodu tego, że koszt takich instalacji badawczych byłby *o dwa rzędy wielkości niższy niż projektu takiego jak ITER. * i że te techniki oferują elastyczność, której projekt taki jak ITER nie mógłby oferować.
Podaję szybki przykład, wspomniany na mojej stronie w 2007 roku. Zamiast używać liner z drutów, cylindrycznego, można mu nadać kształt ściętego stożka i „przez efekt ładunku pustego” wyprodukować dard plazmy, wystrzelony z dużą prędkością wzdłuż osi, który może być skierowany na cel. Inna wariant, oczywisty: cel w kanapce między dwoma linerami ściętymi stożkowymi i współosiowymi.
Elastyczność montażów jest nieskończona. Zobaczcie znakomitą rozprawę inżyniera Bavay, który opuścił Gramat z braku finansowania, aby kontynuować tam swoje badania. Dołączył do zespołu Deeneya, w Sandia, ale musiał opuścić to laboratorium, gdy kurtyna tajemnicy wojskowej spadła na to laboratorium, po niespodziewanym przełomie z 2005 roku. Obecnie wykonuje, w Szwajcarii, obliczenia symulacji lawin. Wygląda na to, że śnieg jest doskonały.
Na odwrót, czy ktoś wyobraża sobie kogoś, kto miałby absurdalny pomysł sugerować jakąkolwiek modyfikację geometrii ITER, nawet minimalną?
Główna przyczyna tej bezbłędnej głuchoty jest taka, że te wyniki eksperymentalne, w momencie startu projektu ITER, wspaniałej „karmy”, źródła lukratywnych kontraktów dla masy laboratoriów i przemysłów, spadają ... jak włosy na zupę. Jedyny człowiek, który mógłby wtedy podnieść głos, był De Gennes, niestety już niezdolny do tego, z powodu stanu zdrowia, już bardzo pogorszonego.
Mały powrót historyczny :
Wiemy, że postępy w nauce są często wynikiem zwykłego przypadku. Maszyna Z w Sandia, Nowy Meksyk, istniała od początku lat siedemdziesiątych (osobiście byłem w Sandia w 1976 roku, gdzie spotkałem jej twórcę, profesora Gerolda Yonasa). W tym czasie marzył o realizacji fuzji przez skupianie wiązek elektronów na celu D-T. Niestety, wystarczające skupienie nie mogło być zapewnione. Tak więc, z czasem, Yonas porzucił to marzenie o fuzji, aby przekształcić tę maszynę w kompresor MHD.
Zasada jest prosta. Na początku wyładowuje się silny prąd elektryczny w cylindrze z miedzi lub aluminium, zwanym „liner”, gdzie prąd krąży wzdłuż tworzących obiekt. Siły Laplace dążą do skompresowania metalu tego cylindra, szybko przekształconego w plazmę, wzdłuż jego osi. Wzrost I(t) prądu jest praktycznie liniowy w czasie.
Ale tu wchodzą niestabilności MHD, sprzeciwiające się procesowi i łamiące tę piękną osiową symetrię. Gdyby ta mogła być zachowana, temperatura osiągnięta spełniłaby wszystkie nadzieje. Niestety, tak nie było. I to trwało dziesięciolecia.
Yonas, i to samo było w innych laboratoriach, jak ten DGA (Maszyna Sphinx, w Gramat, w departamencie Lot) przekształcił swoją maszynę Z (wariant wielu montażów osiowo-symetrycznych, tworzących rodzinę Z-pinches) w kompresor MHD, cel był blokiem polistyrenu, w kształcie cylindrycznym, zawartym w metalowym linerze. Pod wpływem kompresji ten materiał nagrzewał się, osiągał temperatury liczone w dziesiątkach milionów stopni, stając się od razu potężnym źródłem promieniowania X.
Zastosowania były głównie wojskowe. Chodziło, z takim źródłem promieni X, o testowanie skuteczności „utwardzenia” głowic nuklearnych i ich odporności na kosmiczne antyrakietowe (głównie bomby atomowe, eksplodujące poza atmosferą i mające zniszczyć systemy kontroli głowic przez to napromieniowanie w zakresie X).
W międzyczasie Rosjanin Walentin Smirnow sugerował zastąpienie cylindra z miedzi lub aluminium przez „liner z drutów”, składający się z setek metalowych drutów, o średnicy włosa, podlegających przejściu prądu 70.000 amperów. Pomysł Smirnowa polegał na próbie, z pomocą tego montażu, zachowania jak najdłużej osiowej symetrii.
Oczywiście, przejście prądu przez te włosy, wewnątrz i na zewnątrz metalu, powodowało sublimację tego. Jednocześnie, gdy te pręty były, pod wpływem sił Laplace, pędzone na oś z prędkością około 400 km/s, gdzie zbiegały w 100 nanosekund, parowały się, były otoczone plazmą metaliczną, w kształcie cylindrycznym.
Co się stało, to że ta sublimacja drutów okazała się wolniejsza niż się wyobrażano. Jak mi wyjaśnił Yonas w e-mailu, który mi przesłał w 2006 roku, krótkość wyładowania jest czynnikiem decydującym. Nie chodzi tylko o wyprodukowanie silnego prądu. Trzeba, aby ten prąd był aplikowany przez czas nieprzekraczający 100 nanosekund. W przeciwnym razie druty „parują” zbyt szybko i liner z drutów przekształca się w cylinder plazmy, gdzie prąd azymutalny może krążyć, ponownie uruchamiając niestabilności MHD, które spieszą się zniszczyć tę piękną osiową symetrię i przeszkadzać skupieniu wzdłuż osi.
Istnieje maszyna Sphinx, w Gramat, w tym laboratorium DGA, ale z jej ośmiuset nanosekundami czasu narastania pozostaje nieodwracalnie *zbyt wolna. *Konsekwencja: temperatury osiągnięte z tym montażem są wtedy dalekie od celu.
Krótko, pewnego dnia, w Sandia, usunięto centralny cel i, z prostymi drutami ze stali nierdzewnej, można było uzyskać sznur plazmy o średnicy półtora milimetra, w pobliżu osi. Ta ewolucja średnicy tego sznura mogła być mierzona, z nanosekundy na nanosekundę. Wykazano jego odbicie.
Średnica sznura plazmy w funkcji czasu
W momencie tego odbicia, ciśnienie wewnątrz plazmy musi koniecznie być równe ciśnieniu magnetycznemu panującemu na zewnątrz tego metalowego filamentu. To odpowiada równaniu ustanowionemu przez Benneta, niezwykle prostemu. Pozwoliło ono na ocenę wymaganej temperatury, która natychmiast liczyła się w miliardach stopni.
Yonas, sceptyczny, natychmiast zażądał pomiaru temperatury przez poszerzenie linii, który został wykonany i potwierdził wartość wywnioskowaną z równania Benneta. Malcolm Haines napisał wtedy artykuł syntetyczny tych wyników, który ukazał się w 2002 roku w czasopiśmie Physical Review. Zobacz wyżej.
Wtedy podniosły się głosy (wśród zwolenników projektu ITER) kwestionujące taką wartość temperatury. Niektórzy specjaliści od gorących plazm powiedzieli, że to poszerzenie linii odpowiada źródłom kwalifikowanym jako „punkty gorące”, miejsca ekskursji temperatury związane z rodzajem turbulencji magneto-hydrodynamicznej. Według nich, istniały regiony o bardzo małej rozciągłości, gdzie te temperatury były osiągnięte, ale globalnie obserwowany filament nie posiadał temperatury tak wysokiej.
Ten argument nie trzyma się. Jeśli ciśnienie mierzy się w niutonach na metr kwadratowy, to jest również gęstość energii, w dżulach na metr sześcenny. W tej wizji redukcjonistycznej, te „punkty gorące” musiały przedstawiać miejsca ekskursji (turbulentnej) ciśnienia, przypuszczalnie interesujące tylko ułamek objętości uzyskanego sznura. Ale ciśnienie panujące wewnątrz niego musiało być sumą tych różnych wkładów, przypuszczalnie związanych z różnymi gęstościami energii, według słów tych specjalistów.
Jeśli ich wyjaśnienie trzymało się, globalne ciśnienie w sznurze byłoby wtedy niewystarczające, aby zapobiec jego zgnieceniu przez formidowalne ciśnienie magnetyczne zewnętrzne, liczone w setkach milionów barów. Otóż sznur ... odbijał, co dowodziło, że w momencie jego maksymalnego konfinowania jego ciśnienie, termiczne, było zdolne zrównoważyć to zewnętrzne ciśnienie magnetyczne.
Żaden z tych specjalistów nie okazał się zdolny usłyszeć ten argument, ich pozycja nie była pozycją autentycznych naukowców, ale strażaków spieszących z pomocą projektowi ITER, tak zagrożonemu, jak Goliat przez miniaturowego Dawida.
Przez rok, z pomocą byłego inżyniera wojskowego, na emeryturze, walczyliśmy, aby spróbować zwrócić uwagę świata naukowego francuskiego na tę nową okazję, o koszt niższym o dwa rzędy wielkości niż ITER i która zasługiwała, w każdym razie, na eksplorację. Natrafiliśmy na mur, żaden specjalista francuski nie chciał poddać się kontruderzeniu pozycji, która kazałaby mu krytykować, de facto, zasadność projektu ITER.
Profesor Walentin Smirnow przybył nam z pomocą, wysyłając list ... bez adresata, którego kopię znajdziecie w załączniku (Faktycznie wysłał ten list do francuskiego kolegi, byłego CEA_DAM, na jego prośbę, i to ten przekazał mi go). Na próżno szukaliśmy osoby jakości, do której ten list mógłby być oficjalnie adresowany, która sygnalizowałaby interes po prostu podejścia Z-pinch, bez krytyki projektu ITER.
Doszedłem nawet do spotkania z młodym doradcą naukowym Valérie Pécresse, Edouardem de Pirey, któremu powierzyłem kopię tego listu, sugerując, aby jego szefowa, minister nauki, zgodziła się stać jego adresatką.
*Vox clamat in deserto. *
Jeśli Państwo się zgodzą, i to jest cel tego niniejszego listu, mogliby stać się adresatami tego pisma, należycie podpisanego przez profesora Smirnowa, co dałoby Państwu dodatkowy argument, aby zatrzymać bezpodstawną farsę, której Państwo postanowili się przeciwstawić.
Szczerze do Państwa
Jean-Pierre Petit
Były dyrektor badań w CNRS
PS: Naturalnie, specjaliści rosyjscy, angielscy lub amerykańscy mogliby dać szersze wyjaśnienia i komentarze na temat tej ścieżki Z-pinches. Będą obecni na najbliższej konferencji o Wysokich Mocach Pulsowanych, która odbędzie się od 10 do 13 października w Korei, gdzie J.C. Doré i ja sami przedstawimy, przez komunikat ustny 30 minut, nasze ostatnie prace eksperymentalne na konfinowaniu ścianowym plazmy przez odwrócenie gradientu pola magnetycznego. Zaznaczamy, że podczas tej konferencji, połowa z 275 komunikatów będzie związana, bezpośrednio lub pośrednio, z tym problemem maszyn Z.
do Panów
Georges Charpak
, laureata Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki
( Akademia Nauk w Paryżu)
(Uniwersytet Pierre i Maria Curie)
Sébastien Balibar
(École Normale Supérieure)
List z 2007 roku, nadal bez adresata :
Walentin Smirnow, Akademik, Dyrektor Instytutu Fuzji Jądrowej.
Instytut Kurchatowa Wysokich Temperatur, Moskwa, 15 stycznia 2007. Pozwólcie, że się przedstawię.
Jestem Dyrektorem Instytutu Fuzji Jądrowej w Rosyjskim Centrum Badawczym Instytut Kurchatowa w Moskwie, akademikiem Rosyjskiej Akademii Nauk, prof. Walentinem SMIRNOWEM.
Ukończyłem Instytut Fizyki i Technologii w Moskwie w 1961 roku. Uzyskałem stopień doktora w 1967 roku i drugi stopień Doktora Nauk w 1981 roku z Instytutu Kurchatowa. Do 1978 roku, dołączyłem do Instytutu Kurchatowa jako szef laboratorium eksperymentalnego.
W tym czasie prowadziłem badania fundamentalne na temat anomalous heating plazmy przez mikrofalowe i falowe uderzenia, transportu wiązek elektronów o wysokim prądzie i jego interakcji z celami termojądrowymi stożkowymi. Moje pionierskie prace na samoizolacji magnetycznej linii próżniowych o wysokim prądzie pozwoliły rozwiązać problem transportu mocy impulsowej o wysokim prądzie i rozwinięcie koncepcji akceleratora mocy impulsowej o wysokiej energii ANGARA-5, zaproponowanej przeze mnie.
W 1978 roku, dołączyłem do Oddziału Instytutu Kurchatowa Energii Atomowej, dziś TRINITI, gdzie kierowałem Działem, w którym zbudowano ANGARA-5 i prowadzono badania fundamentalne na plazmie o wysokiej energii.
Te badania były znaczącym wkładem w fizykę gęstości energii wysokiej na całym świecie i w fizykę Z-pinches w szczególności. Razem z dr. S. Zakharovem sugerowaliśmy koncepcję Double Liner/Dynamic Hohlraum do inicjacji kapsułki fuzji.
Te prace zmieniły stosunek do Z-pinch na świecie i zainicjowały rewizję programów fuzji z konfinowaniem inercyjnym opartych na mocy impulsowej w laboratoriach w krajach wiodących. W USA, w Laboratorium Narodowym Sandia, akcelerator jonów lekkich został przebudowany na najpotężniejszą na świecie maszynę Z, działającą z Z-pinches o wysokim prądzie.
Jak powszechnie wiadomo, to doprowadziło do wybitnych osiągnięć ze schematem Dynamic Hohlraum naświetlania celu termojądrowego, przewyższających wszystkie wyniki w wcześniejszych eksperymentach laserowych z napędem pośrednim.
Również, ostatnie wyniki na ultra wysokiej temperaturze jonowej (ponad 2∙109 Kelvin) w Z-pinch w maszynie Z otwierają nowe możliwości w badaniach podstawowych i termojądrowych.
Od 1998 roku dołączyłem do Instytutu Kurchatowa jako Dyrektor Instytutu Fuzji Jądrowej. Instytut Fuzji Jądrowej jest wiodącą organizacją z Rosji w projekcie Międzynarodowego Reaktora Termojądrowego (ITER).
Za badania na fizyce mocy impulsowej, interakcji wiązek elektronów o wysokiej mocy z plazmą i fizyce gęstości energii wysokiej, zostałem nagrodzony:
w 1981 roku, Wielką Nagrodą Państwową ZSRR; w 1997 roku, Wielką Nagrodą Rządową Federacji Rosyjskiej; w 2002 roku, Międzynarodową Nagrodą BEAM’S 2002; w 2005 roku, Nagrodą Alfvén Europejskiego Towarzystwa Fizycznego.
Jestem Przewodniczącym Rady Naukowej Instytutu Kurchatowa. W 2003 roku zostałem wybrany na Akademika Rosyjskiej Akademii Nauk.
Obecnie kieruję badaniami fuzji zarówno na tokamak, ITER i Z-pinches w Instytucie Kurchatowa i TRINITI.
Energia termojądrowa będzie ważną częścią światowego systemu energetycznego. Ma wiele zalet. Reaktory termojądrowe mają wewnętrzną bezpieczeństwo w porównaniu z reaktorami jądrowymi. Konstrukcje i materiały z reaktorów termojądrowych nie mają długotrwałych skażeń radioaktywnych, w 100 lat 80% z nich może być użyte ponownie. Energia termojądrowa ma znacznie więcej źródeł surowców, które zapewniają energię ludzkości przez tysiące lat i eliminują problem rozdziału zasobów paliwowych na świecie.
Francja nosi misję historyczną, akceptując na swoim terytorium projekt ITER i wnosząc wielkie wysiłki dla jego realizacji.
Dziś, projekt ITER jest główną linią w energii fuzji, ale rozsądne jest rozwijanie różnych podejść do energii fuzji i różnorodności schematów reaktorów, zarówno z konfinowaniem magnetycznym, jak i inercyjnym.
Jako przykład, można powiedzieć, że energia termojądrowa może być znacznie czystsza, jeśli zamiast reakcji D-T użyć D-3He, która ma 20 razy mniejszą emisję neutronów, lub całkowicie być wolna od neutronów, używając reakcji H-11B.
Ale aby przejść do „czystej fuzji”, temperatura plazmy jonowej powinna być zwiększona o rzędy wielkości.
Jedna z takich możliwości została zademonstrowana w eksperymentach z Z-pinch.
Również, Z-pinches mają fundamentalną wartość naukową w fizyce gęstości energii wysokiej.
Szczerze, Walentin Smirnow