Efecte de anunț asupra lui ITER și nucleare

Document fără nume

Efecte de anunț

10 mai 2012

De când m-am încurcat în afacerea ITER și în cea a tokamakurilor, efectele de anunț se multiplică. Cuvântul „disrupție” a apărut în Wikipedia. În timpul vizitelor la Cadarache, publicul nu se mai mulțumește să admire frumoasa mașină de prezentare și să asculte în tăcere vorbele unei drăguțe gazde. Oamenii încep să pună întrebări.

În ultimele zile, un nou articol de promovare a proiectului ITER a apărut pe site-uri. Am fost inundat de mesaje pe această temă și am decis să răspund pe site-ul meu. Din nou, e o poveste completă. Așa mi s-a părut, confirmat de apelurile făcute specialiștilor în plasme calde, care sunt obligați să tacă, fiind încă în funcție.

Într-o zi sau două voi susține o prezentare în regiune, despre ITER și nucleare în general, dacă îmi va rămâne timpul. Există o filmare lungă (o oră cincizeci) pe site-ul Enquête et Débat, pe care vă recomand să o urmăriți, unde mă exprim în favoarea criticilor formulate în septembrie 2011 de Glenn Wurden (pe care l-am avut la telefon cu o oră câteva luni mai devreme), la un simpozion despre viitoarele tokamake în septembrie 2011 la Princeton. În filmare detaliez „diapozitivele” sale, prezentate în engleză, apoi imediat în franceză. Este în „best off” al site-ului Enquête et Débat (casă în colțul din dreapta sus, verde).

Dar o oră cincizeci e prea mult. Ar fi trebuit să fie fragmentată în secvențe. În acel timp am înregistrat totul deodată, fără montaj. Ar fi fost bine dacă ar fi existat un link permanent pe site-ul Sortir du Nucléaire, care se ocupă doar de evenimente. I-am sugerat lui Philippe Brousse, președintele acestui colectiv care adună 900 de asociații, să plaseze o pictogramă pe pagina principală, care să conducă către articole de fundal, despre aspectele științifice și tehnice ale nuclearelor. Nu mi-a răspuns niciodată. Sunt organizatori de happenings.

Prezentarea pe care o voi susține va fi înregistrată video și imediat difuzată pe internet. Cei care fac înregistrarea video și audio se vor ocupa de inserarea imaginilor pe care le voi furniza. Acest lucru durează puțin. Trebuie, de asemenea, să sincronizăm imaginile exact la momentul potrivit și pentru o durată potrivită.

În prezent pregătesc o colecție de mașini, bazate pe toruri mici din polistiren, de 30 cm diametru, pe care le-am cumpărat ieri la Aix. Voi încerca o primă variantă: să explic principiile de funcționare ale unui tokamak, deci și ale ITER, ceea ce oamenii nu știu deloc. Trebuie spus că alegerea expresiei „câmp magnetic poloidal” nu era cea mai potrivită pentru a face lucrurile clare.

Voi încerca să încadrez tot ce pot în 45 de minute, timpul maxim de atenție pe care oamenii o pot acorda.

Organizatorii au încercat să dea acestei manifestări o formă de dezbatere. Michel Claessens, responsabil cu comunicarea la ITER, a acceptat inițial. Apoi, aflând că va fi față în față cu mine, s-a retras, spunând că nu vrea să debată cu cineva „prea negativ” (...).

Aceeași evitare și de la științificii de la Institutul de Cercetare în Fuziune Magnetică, situat la Cadarache, în interiorul complexului, bastionul fuziunii în Franța. Michel Chatelier, Gabriel Marbach, fost directori. Alain Bécoulet, specialist în ITER, Philippe Gendrih, director de cercetare în acest institut, „domnul Fuziune la CNRS”.

Vom pune scaune goale cu numele lor și vom filma.

Totul e obositor și sunt obosit. 75 de ani, asta contează puțin, totuși.

Bine, să trecem la aceste efecte de anunț. Va trebui să le luăm unul câte unul, pe rând, și să respingem totul aici.

Organizația ITER are resurse, bani, și poate impulsiona o difuzare a informațiilor, față de care publicul și internauții erau până acum fără mijloace. Acum e vorba despre un comunicat recent despre „limita Greenwald”. Reproduc mai întâi comunicatul, apoi îl explic:

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

Sursă:

Științe fizice și nanotehnologii Un pas înainte spre controlul fuziunii nucleare?

Doi fizicieni din SUA au descoperit recent o explicație posibilă pentru unul dintre problemele majore care împiedică dezvoltarea fuziunii nucleare. Ei propun o soluție care, dacă va fi validată experimental, ar permite progrese semnificative în performanța tokamakurilor. Asta ar putea încuraja speranțele noastre de a controla această nouă tehnologie pentru a o folosi industrial pentru producerea de electricitate.

Într-adevăr, într-o perioadă în care viitorul energetic al planetei este în centrul preocupărilor, fuziunea nucleară ar reprezenta o sursă ideală de energie, datorită abundenței sale și a poluării reduse. Cu toate acestea, condițiile stricte necesare fuziunii sunt dificil de implementat, astfel încât tehnologia se află încă în stadiul cercetării și experimentării. Obținerea unei centrale de fuziune care să transforme căldura generată de reacțiile de fuziune în electricitate este încă departe. Comunitățile științifice naționale și internaționale s-au lansat în proiecte mari, în măsură să facă față acestui provocare considerabilă. Mărimea investițiilor lasă perplexă o parte din populație. Dezvoltarea fuziunii nucleare este în prezent o sursă de dezbatere privind relevanța cheltuirii unor sume mari pentru un rezultat neasigurat. În acest context, așteptările sunt numeroase și intense.

Astfel, cu entuziasm, Luis Delgado-Aparicio și David Gates, amândoi fizicieni la Princeton Plasma Physics Laboratory din cadrul Departamentului de Energie al SUA, au anunțat recent descoperirea lor.

Aceștia s-au concentrat asupra instabilităților care pot apărea în plasma din configurațiile de tip „tokamak”, care reprezintă problema majoră care împiedică dezvoltarea lor.

Apariția acestor instabilități tridimensionale numite „disrupții” a fost recunoscută ca fiind inevitabilă, chiar și în condiții normale de confinare.

Acestea corespund unei pierderi violente și foarte rapide a confinării plasmei și pot deteriora semnificativ echipamentul. În plus, riscurile de deteriorare sunt cu atât mai mari cu cât puterea tokamakului este mai mare. Așadar, prototipul de tokamak de mare putere ITER, în curs de construcție la Cadarache, ar putea avea întregul său echipament grav deteriorat.

Una dintre cauzele majore ale acestor disrupții este creșterea densității plasmei peste o anumită valoare critică numită „limita Greenwald”. Această limită pare universală și originea ei rămâne până în prezent misterioasă.

Pentru ca fuziunea să aibă loc în plasmă, aceasta trebuie să fie suficient de densă și caldă pentru a permite apropierea nucleelor ușoare conținute în plasmă și provocarea recupărării lor în nucleu mai grele. Această recupărare este însoțită de o eliberare puternică de energie sub formă de căldură, pe care o căutăm să o recuperăm pentru a produce ulterior electricitate. Această reacție de fuziune are loc în mod natural în Soare și în majoritatea stelelor. În mod inițial, cu cât injectăm mai multă energie în plasmă, cu atât ne așteptăm să creștem densitatea acesteia, și deci să favorizăm reacțiile de fuziune. Limita Greenwald contrazice această intuitie. În plus, având în vedere că rata reacțiilor nucleare este proporțională cu pătratul densității plasmei, această limită împiedică performanțele unui tokamak de dimensiune dată. Astfel, științificii încearcă să explice originea acesteia de decenii.

Studiul aprofundat al lui L. Delgado și D. Gates se ocupă de această problemă. Ei propun o explicație nouă, diferită de cea propusă de Greenwald, fizicianul de la MIT care a stabilit ecuația care descrie această limită (și care îi poartă numele). Observația mea: Greenwald nu a stabilit ecuația sa pe baze teoretice. Așa cum a numit-o CEA, în textul publicat pe site-ul lor, destinat să mă dezavantajeze (și pentru care nu mi-a fost acordat dreptul de răspuns): o „lege de inginer”, adică o formulă complet empirică, dedusă din observații. Veți găsi această frumoasă formulă compunând „Greenwald limit” în Wikipedia:

Se vede că, conform acestei legi, este imposibil să se depășească, într-un tokamak, această valoare a densității, proporțională cu „curentul plasmatic”, curentul care circulă în plasmă (un milion și jumătate de amperi în Tore Supra, 15 în ITER) și invers proporțională cu pătratul valorii „razului mic” al camerei toroidale. Aceste studii au fost inițiate de Greenwald în anii '80 într-un mod complet empiric.

Să revenim la anunțul care face obiectul acestui cadru:

După Greenwald, instabilitatea ar proveni dintr-un radiație excesivă a plasmei de la margine care scade temperatura acesteia, crescând astfel rezistivitatea. Curentul care circulă în plasmă se transferă atunci de la margine spre centrul plasmei, astfel încât densitatea curentului din centru atinge valoarea prag (numită Kruskal-Shafranov (KS), proporțională cu câmpul toroidal), de la care se dezvoltă o instabilitate magnetohidrodinamică (MHD): plasmă se înfășoară și atinge peretele tokamakului unde se răcește. Curentul plasmei este astfel forțat să pătrundă în perete, ceea ce duce la degradări.

Totuși, inițierea și sfârșitul acestui proces nu sunt clare.

Abordarea propusă de L. Delgado și D. Gates se concentrează asupra „insulelor magnetice” care se formează când limita este atinsă. Ei arată, cu ajutorul ecuațiilor, că acestea ar fi cauza prăbușirii plasmei.

Legătura dintre aceste insule și prăbușire nu e nouă, dar relația de cauzalitate nu a fost evidențiată în studiile anterioare.

Iată deci noul scenariu pe care îl propun: insulele ar fi responsabile pentru două efecte negative:

pe de o parte, ele acumulează impurități provenite de la peretele tokamakului care răcesc plasmă, iar pe de altă parte, acționează ca scuturi împotriva adăugării suplimentare de energie în sistem. Când puterea injectată devine mai mică decât puterea eliberată de insule prin efect Joule, echilibrul se rupe.

Insulele se dezvoltă până când ajung la o mărime suficient de mare pentru a provoca prăbușirea curentului electric care ajută la confinarea plasmei. Plasmă dispare în câteva milisecunde.

Mai rămâne acum să verificăm aceste ipoteze experimental, ceea ce este prevăzut în curând pe tokamakurile C-Mod de la MIT și DIII-D de la General Atomics din San Diego. Datorită acestei noi viziuni asupra problemei, L. Delgado și D. Gates au gândit o posibilă soluție pentru a atinge densități peste limita Greenwald:

aceasta ar consta în injectarea energiei direct în centrul insulelor.

Dacă această manipulare s-ar dovedi eficientă, condițiile necesare fuziunii (temperaturi ridicate și densitate ridicată) ar putea fi implementate mult mai ușor în viitor.

„Dacă...” cum spuneau lacediienii. Pentru a afla mai multe, contacte:

• Site oficial al Departamentului de Energie al SUA: http://science.energy.gov/ - Site oficial al Laboratorului de Fizică Plasmă Princeton: http://www.pppl.gov/ - Site oficial al ITER: http://www.iter.org/ - Site oficial al Centrului de Știință și Fuziune Plasmă de la MIT: http://www.psfc.mit.edu/research/alcator/ - Site oficial al echipei „General Atomics Fusion Energy Research” din San Diego: https://fusion.gat.com/global/Home - Articol pedagogic al lui D.F. Escande despre plasmă termo-nucleară confinată magnetic: http://redirectix.bulletins-electroniques.com/9cUmA - Dosarul CEA despre fuziune magnetică: http://www-fusion-magnetique.cea.fr/ - Informații generale despre fuziune: http://redirectix.bulletins-electroniques.com/QWoZ1 - BE nr. 282: „Dezvoltarea fuziunii nucleare prin confinare inerțială: academiile americane sunt favorabile”: http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/69455.htm Redactori:

Catherine Marais, șef adjunct științific; deputy-phys.mst@consulfrance-houston.org; Găsiți toate activitățile noastre pe http://france-science.org.

Ce urmează este extras dintr-un articol mai recent (o comunicare din 2001)

Dacă citiți lucrarea lui Greenwald, veți vedea cât de puțin se bazează pe un fond teoretic consecvent. E pur empirism. A avut ideea acestei legi, la întâmplare, și a testat-o. Și curbele pe care le oferă par să se potrivească cu ceea ce a imaginat. Dar nu există o relație clară de cauzalitate. Acest lucru arată slăbiciunea modului în care teoreticienii au preluat problema plasmelor calde supuse câmpurilor magnetice.

Greenwald este un experimentator care a făcut teza sa pe mașina ALCATOR, în SUA, în anii '80. A crescut treptat densitatea în cameră, injectând gheață de hidrogen solid. Aceasta crea creșteri locale ale densității, dar care se difuzează rapid în întreaga cameră. A identificat o valoare limită a densității, pe care a încercat să o localizeze, cu valori diferite ale curentului plasmatic, parametru pe care îl putea controla. Acolo a observat că densitatea critică depinde de pătratul intensității acestui curent, destul de fidel. Dar a fost doar un simplu constatare de experimentator.

/NUCLEAIRE/ITER/ITER_fusion_non_controlee/greewald_limit_1988.pdf

Ulterior, a finisat lucrarea, iar ceea ce urmează este extras dintr-o comunicare din 2001

Unul dintre graficele pe care Greenwald le-a prezentat în cazurile de disrupție.

În legătură cu disrupțiile, el oferă în lucrarea sa o curbă care arată brutalitatea prăbușirii curentului:

Iată concluzia pe care o dă Greenwald:

• Aceasta reprezintă un progres semnificativ pentru înțelegerea acestei probleme atât de importante, cât și interesante (...)

• Este remarcabil că o simplă lege empirică permite o înțelegere a unei probleme atât de complexe.

• Faptul că această lege poate fi aplicată la o gamă largă de sisteme de confinare este remarcabil.

• ........

• Dar înțelegerea cauzei acestui fenomen rămâne o provocare.

Am început să experimentăm pe tokamake încă din anii '50, ceea ce înseamnă că am funcționat timp de decenii în fața unui fenomen brutal, distructiv, cu care nu înțelegeam absolut nimic. Îmi amintesc de apelul de o oră pe care l-am avut cu Philippe Gendrih, director de cercetare la IRFM, care a descris această limită Greenwald ca „un element important”.

Este vorba deci de o cunoaștere empirică a unui fenomen, concretizată acum un sfert de secol printr-o „lege de inginer”, a cărei înțelegere nu s-a îmbunătățit deloc de atunci.

Menționăm că Gendrih refuză categoric orice întâlnire față în față cu mine, filmată (și deci difuzată pe internet).

Această „lege de inginer” elaborată de Greenwald, cum ar spune prostul care a scris acele zece pagini despre mine pe site-ul CEA, este un exemplu de tot ceea ce avem la dispoziție pentru a pilota un tokamak, o mașină la fel de problematică ca și ITER. Ați citit că Greenwald credea că disrupțiile provin dintr-un fenomen care începe