ITER: o experiență de 15 miliarde de euro.
ITER:
o experiență de 15 miliarde de euro
Reactorul de fuziune: periculos
[Litiu
- apă = explozie!](/legacy/sauver_la_Terre/ITER/experience_quinze_milliards.htm#lithium)
Pe data de 16 mai 2011, o delegație a Parlamentului European a venit la hotelul Regalul René, din Aix-en-Provence, unde a ascultat mai multe prezentări făcute de responsabilii proiectului ITER. Am putut oferi parlamentarului Michele Rivasi 40 de exemplare ale unei memorii pe care o tipărisem acasă și care reprezintă o variantă redusă a ceea ce vor citi mai jos. Parlamentarul le-a distribuit celorlalți membri ai Parlamentului European,
Aproximativ 200 de manifestanți anti-nucleari s-au adunat în fața hotelului. Erau puțini, având în vedere ce este în joc, iar eu era singurul științific, chiar și singurul inginer sau tehnician. Manifestanții erau cei obișnuiți anti-nucleari de bază.
Este adevărat că oameni ca mine s-au trezit după înțepătura de amintire reprezentată de evenimentele de la Fukushima. Dar această conștientizare, în cazul meu, despre ce poate fi mortal în ceea ce privește nuclearele este definitivă. Pur și simplu nu mă întrebasem niciodată. În trecut, militanții de primă oră au suferit în trupul lor lovituri de bastoane ale forțelor de ordine, grenade lacrimogene sau grenade defensivă care au provocat moartea lui Michalon, manifestant împotriva instalării super-generatoarelor de la Creys-Malville, pe data de 31 iulie 1977, care a primit una dintre aceste grenade în piept unde s-a explodat.
Încă astăzi există oameni care vin să se înlănțuie la calea ferată pe unde trec trenurile care transportă deșeurile radioactive către "centrul
de reprocesare de la Hague" (de fapt este un centru de extracție a plutoniului cu care se fabrică combustibilul nuclear francez MOX, utilizat în 20 de reactoare din Franța, reactorul nr. 3 de la Fukushima și vândut de Franța în străinătate). Înlănțuirea este de obicei forțată, mulți sunt răniți și luptă pentru ca noi și copiii noștri să aibă sănătate și să scăpăm de manevrele profitabile ale nucleocraților.
Caravana mortală trebuie să treacă, la orice preț.
Recunosc că mi-e rușine că am reacționat atât de târziu și mi-e greață că nu văd niciun coleg științific sau inginer alături de această protestă legitimă. Conștientizarea pericolului nebunesc al nuclearelor se face în acest moment, stimulată de catastrofa de la Fukushima, și în ciuda închiderii din partea mass-mediei, controlate de baronii atomului.
Dar înainte ca lucrurile să fie așa, cei care protestau împotriva nuclearelor erau considerați marginali, visători, când pur și simplu aveau o viziune mai clară și mai precoce asupra situației reale.
Cum vom vedea mai jos, lucrurile sunt mult mai rele decât credeam.
Până acum, argumentele prezentate împotriva instalării proiectului ITER au fost în principal de tip mediul înconjurător, dacă nu chiar paisajist. Am văzut recent un video grotesc, șocant, extras dintr-o prezentare a site-ului proiectului ITER unde ghidul indică că au schimbat delicat locația liliecilor pentru a-i îndemna să-și facă cuiburi în altă parte. S-a luat în considerare și flora protejată.
Dar ce prostie, când vor afla ce urmează.
Cunoaștem criticiile privind radio-toxicitatea tritiului, substanța radioactivă care are o jumătate de viață de 12,3 ani. Da, problema este acolo și este foarte reală. Tritiul este un izotop al hidrogenului ale cărui nucleu conține un proton și doi neutroni, în contrast cu nucleul hidrogenului ușor (un singur proton) și cu cel al altui izotop, deuteriului (un proton și un neutron). Toate trei sunt însoțite de un singur electron. Acest electron constituie „coada electronică” al atomului considerat care determină proprietățile chimice ale substanței.
Astfel, din punct de vedere chimic, hidrogenul ușor și cele două izotopuri, deuteriul și tritiul, au aproape aceleași proprietăți.
Când hidrogenul „greu” se combină cu oxigenul, se obține molecula numită apă grea. Toate combinațiile celor trei nucleu cu oxigenul sunt posibile, iar printre ele se află moleculele care conțin unul sau două atomi de tritiu.
Această apă bogată în tritiu va fi radioactivă.
Oponenții programului ITER vor argumenta că, deoarece tritiul este ca hidrogenul, este deci extrem de dificil de confinat fără risc. Moleculele mici de hidrogen ușor pot trece prin supape și etanșări. Încă mai rău, hidrogenul poate traversa pereți solizi! Tritiul este un adevărat campion al scăpării, trecând prin etanșările făcute și prin majoritatea materialelor polimerice.
Din punct de vedere biologic, nu există niciun pericol nici cu hidrogenul ușor, nici cu deuteriul. Cu tritiul, e altă poveste. Atomul de hidrogen are proprietatea de a se combina cu o mare varietate de alți atomi pentru a forma un număr considerabil de molecule atât în regnul mineral, cât și în cel biochimic.
Făcând asta, acest tritiu poate intra în lanțurile alimentare și chiar în ADN.
Susținătorii ITER pot replica că o scurgere sau o scăpare de tritiu, corespunzătoare funcționării mașinii de test sau a urmașilor săi, ar duce doar la o poluare insignifiantă, „nu reprezentând niciun pericol din punct de vedere al sănătății publice”.
Suntem obișnuiți să auzim asta din gura tuturor nucleocraților de câteva decenii.
Un alt argument invocat de susținătorii proiectului ITER: în corpul uman există ceea ce se numește „ciclurile apei”. Dacă corpul uman absoarbe apă cu tritiu, aceasta va fi eliberată rapid în natură. Perioada sa biologică (de la un lună la un an) este mai scurtă decât perioada sa radiologică. (Wikipedia).
http://fr.wikipedia.org/wiki/tritio#Fixation_biologique_du_tritio
http://fr.wikipedia.org/wiki/tritio#Cin.C3.A9tique_dans_l.27organisme
Lucrurile ar fi diferite dacă atomii de tritiu s-ar afla legați, de exemplu, la molecule de ADN. Aici atingem consecințele unei contaminări cu doze mici care acționează pe termen lung.
Și aici susținătorii ITER ar ridica din umeri și ar spune că cantitățile de tritiu sunt atât de mici încât trec neobservate... etc...
În concluzie, se poate spune că nu se pot găsi critici eficiente în acest domeniu.
Desigur, există și costul proiectului, care explodă și multiplicarea de trei ori a bugetului nu este decât un început slab, cum vom vedea mai departe, împreună cu riscurile legate de program. Întrebarea crucială, care doare:
- Când va fi energia electrică?
Aspectele tehnico-științifice pe care le vom trata mai jos fac imposibilă orice previziune, atât în ceea ce privește bugetele viitoare, cât și termenele, și pur și simplu în termeni de fezabilitate și rentabilitate.
Să începem, în primul rând, să căutăm originea proiectului ITER
http://www.iter.org/proj/iterhistory
Citim că acest proiect a rezultat dintr-o discuție dintre Gorbaciov și Reagan care a avut loc la Geneva în 1985, la sfârșitul Războiului Rece.
Reagan și Gorbaciov la Geneva, în 1985
Întreruperea rezervelor alucinante de dispozitive nucleare și rachete a dat atomului o imagine complet negativă, doar ușor atenuată de conotația pozitivă a nuclearului civil. Știm, într-adevăr, că un reactor civil poate fi transformat într-un reactor plutonigenic și astfel capabil să fabrice explozibilul tip bombelor de fisiune: plutoniul.
-
Catastrofa de la Cernobîl ne-a arătat că acest atom pacific, despre care am visat că ar putea aduce bunăstarea omenirii, poate distruge mediul înconjurător timp nelimitat, peste... timpul de viață al speciei noastre și în același timp să fie dăunător pentru sănătatea noastră și pentru capitalul genetic al omenirii. Aceste argumente nu pot fi ignorate.
-
Dacă adăugăm problemele insolubile legate de stocarea deșeurilor și demontarea centralelor nucleare, despre care nu avem nicio idee cum vom proceda.
-
Adăugăm fenomenul inevitabil al răspândirii armei nucleare.
Adăugăm și că un an după acest întâlnire a avut loc Cernobîl
Este tot mai urgent să găsim un „atom pacific” care nu poate fi folosit pentru a crea o nouă armă și ale cărui deșeuri să fie alcătuite dintr-un gaz inofensiv: heliul, care nu poate duce la răspândirea „materialelor sensibile”.
Imediat se gândește la generatoarele de fuziune deuteriu-tritiu, care i se atribuie toate felurile de virtuți.
O energie nelimitată, am spune. Și gândind la cantitățile fenomenale de deuteriu și tritiu (sau de litiu, din care se poate fabrica tritiul) conținute în apa oceanelor.
Energia provenită din fuziune este în primul rând un mit puternic, al „atomului benefic”, fără pericol, pacific și de „energie nelimitată”.
Incluzem o imagine care vorbește imaginarului uman, a unui „soare în eprubetă”.
Omul a asociat întotdeauna mari fenomene ale naturii cu construcții mitologice. Apa care cade din cer permite obținerea unor recolte bune. Civilizațiile precolombiene implorau cerul să le dea acest lichid vital: ploaia. Dar apa este și cea a inundațiilor, cea care distruge, cea care ucide.
La fel se întâmplă și cu Soarele. Pentru egiptenii antici zeii nu erau altceva decât o desfășurare a divinității centrale, solare. Ra era soarele benefic care anunța recolte bune, în timp ce fratele său Seth, teribilul zeu solar al deșertului arid, era acela care usca recoltele și făcea să moară de sete călătorii rătăciți.
Există un mit al atomului. Când Oppenheimer, care știa să citească sânscritul, a văzut pentru prima dată focul nuclear dezgolindu-se în fața ochilor săi, s-a pus instinctiv să recite un poem indian din Bhagavad Gita (versul 33, capitolul 11), care se termină cu fraza:
Eu sunt moartea, distrugătoarea tuturor lumilor
http://en.wikipedia.org/wiki/Bhagavad_Gita
Atomul începe să facă parte din istorie, să aibă un loc în imaginarul oamenilor, care ia forma unui zeu teribil comparabil cu fulgerul lui Jupiter, cu ciocanul lui Thor, cu conotațiile biblice ale Apocalipsei, ale sfârșitului lumii.
Și apoi vine timpul atomului pacific, care oferă confort și îmbunătățește calitatea vieții. Un atom care încălzește casele, alimentează motoarele trenurilor de înaltă viteză care ne transportă atât confortabil și rapid.
Dar drama de la Cernobîl și cea de la Fukushima se impun ca apeluri brute, violente. Atunci atomul devine ceva ca o boală albă, invizibilă, fără miros, lent mortală.
- Nu vor muri toți, dar toți au fost atinși.....
Chiar dacă funcționarea centralelor pare să se desfășoare fără probleme, s-au constatat incidente în plan sanitar la angajații care lucrează în aceste centrale. Un studiu realizat de INSERM (Institutul Național francez pentru Sănătate și Cercetare Medicală) arată că există de două ori mai multe cazuri de cancer la acești angajați, chiar dacă dozimetrele indică doze sub nivelurile stabilite (arbitrar) de Autoritatea de Securitate Nucleară.
Iată atomul civil, în ciuda lobby-ului puternic promovat de nucleocrați, care ia o formă îngrijorătoare.
Atunci de ce nu promovăm mai mult „acest soare în eprubetă”, acest atom care devine din nou benefic, fără risc? Dacă un avion se izbește de un tokamak sau un terorist comite un sabotaj cu explozivi, nu ar fi niciun problem! Care ar fi consecințele? Un pic de deuteriu, tritiu, litiu și heliu s-ar scurge în aer, fără mai mult, am spune, și a doua zi incidentul ar fi apă trecută.
Cu fuziunea, vedem emergerea mitului „atomului fără risc și fără deșeuri”.
Cum vă puteți imagina, nu este complet adevărat. Fuziunea deuteriu-tritiu produce neutroni care, la rândul lor, vor contamina toate structurile reactorului. Acestea vor deveni radioactive prin „activare”, datorită transmutațiilor care se produc în toate materialele expuse unui flux important de neutroni. În acest mod, demontarea unui reactor de fuziune va fi la fel de complexă, problematică și costisitoare ca cea a unui reactor de fisiune.
Susținătorii programului ITER ar putea obiecta că deșeurile generate în fuziune vor avea perioade medii care se cifrează în secole, în timp ce fisiunea generează radionuclizi mortal pentru sute de mii de ani.
După această prefață, trebuie să încercăm să ieșim din mit, să uităm frazele frumoase, cum ar fi „soarele în eprubetă” și „energia nelimitată”, să fim realiști și să examinăm propunerea în termeni de fezabilitate.
Pentru a face asta, voi trebui să folosesc un discurs de fizician. În măsura posibilului, mă voi strădui ca acest discurs să fie accesibil.
Fuziunea este o turnă de marfil protejată de complexitatea extremă a fenomenelor pe care le implică. Iar aceasta este una dintre motivele pentru care nucleocrații pot evita orice întrebare răspunzând „este foarte complicat”. Astfel, îi trimite pe interlocutorul său, eventual un politician, norul de cerneală al complexității care îi permite să evite întrebările insidioase, ca un calamari care eliberează norul său de cerneală.
Să intrăm deci în esența acestor întrebări științifice și să mergem mai departe de bla-bla clasic pentru începători.
Proiectul ITER se bazează pe două serii de rezultate. Pe de o parte avem rezultatul britanic, cel al JET (Joint European Torus), obținut în laboratorul Culham în octombrie 1997, unde injectarea diferitelor forme de energie a permis, timp de un secund, realizarea reacțiilor de fuziune, cu un coeficient
Q = 0,7
Ce înseamnă acest coeficient Q? Este raportul dintre energia brută emisă în fuziune și energia injectată sub formă de microvaluri, injecție de particule „neutre”, etc...
Un reactor de fuziune produce o energie al cărei flux este proporțional cu volumul calderii nucleare, sau, altfel spus, cu cubul dimensiunii sale caracteristice (luăm, de exemplu, diametrul torului de plasmă).
Pierderile de energie se produc în pereți și sunt proporționale cu suprafața calderii. Ele variază ca pătratul dimensiunii caracteristice.
Concluzia este că coeficientul Q urmează legea de evoluție:
Dacă JET se limitează la acest valoare Q = 0,65 înseamnă că mașina era prea mică. ITER, de două ori mai mare, ar trebui să permită creșterea coeficientului cu o valoare de două ori mai mare, sau:
Q = 1,4
În broșurile ITER se poate citi că se așteaptă un factor superior la 5, cu un timp de funcționare între 400 și 1000 de secunde.
Câteva detalii despre această experiență realizată în JET. Acest tokamak nu este echipat cu o bobină superconductoare. Câmpul magnetic este creat de un solenoid făcut din fir de cupru. Intensitatea curentului care trece prin solenoid este de câțiva megaamperi, iar disiparea energiei sub formă de căldură prin efect Joule împiedică prelungirea experimentului.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Joint_European_Torus
http://claude.emt.inrs.ca/VQE/sources/fusion_futur.html
Sistemele de încălzire ale ITER (microvaluri, injecție de neutri) reprezintă o extrapolare a celor instalate în JET.
Deci ITER „va funcționa”.
Nimeni nu pune asta în discuție. Se va obține fuziunea deuteriu-tritiu, cu un coeficient Q superior unității, și timp mai lung, datorită utilizării unei bobine superconductoare.
Dar e tot?
Mășina, cum vom arăta mai jos, nu este completă.
În stadiul actual, nici măcar nu poate fi considerată un prototip, în cale de validare. Pur și simplu pentru că îi lipsesc unul sau chiar mai multe elemente esențiale, dacă includem acelea a căror funcționare niciodată nu au fost testate.
Reactorul va fi încărcat cu o amestec 50/50 de izotopii hidrogenului, deuteriu și tritiu. Reacția de fuziune face ca cei doi elemente să dispară pentru a da naștere unui nucleu de heliu, dotat cu două sarcini pozitive, la costul unei energii de fuziune de 3,5 MeV și producând un neutron de 14,1 MeV.
Fuziunea deuteriu-tritiu
Câmpul magnetic de confinare împiedică nucleul de heliu să plece. Prin schimb de energie cu ionii de deuteriu și tritiu, atomul de heliu contribuie la menținerea temperaturii plasmei, care altfel s-ar răci prin pierderea energiei prin radiație. Dar acest câmp nu are niciun efect asupra neutronului, care nu are sarcină, care va lovi pereții inelului de confinare. Prins de materialele care alcătuiesc peretele, va crea radioactivitate în aceste elemente prin activare și diverse transmutații.
Premiul Nobel francez Pierre-Gilles de Gennes își îndoi că ar fi posibil să se protejeze materialul delicat al bobinei superconductoare de bombardamentul neutronilor rezultați din fuziune. Materialele superconductoare sunt fragile. Daunele provocate de neutroni pot face să dispară local superconducția, să pună în funcțiune imanii sau chiar să le distrugă.
În fața acestui problemă majoră, responsabilii ITER răspund că după prima perete („the first wall”) și bobină va exista o a doua perete făcută din compuși de litiu care absoarbă neutronii creând tritiu prin reacția exoenergetică:
http://www-fusion-magnetique.cea.fr/gb/cea/next/couvertures/blk.htm#ch1
http://www.energia-nuclear.net/es/como_funciona/fusion_nuclear.html
Vedeți și:
Trebuie subliniat că această reacție este o reacție de fisiune, stimulată, a unui litiu 7, care se află într-un stadiu instabil și se descompune în două atomi care au 4 (heliu) și tritiu (3) nucleoni.
Această a doua perete (sau acoperire tritigenă) este făcută, fie dintr-o amestec lichid de litiu și plumb. Funcția plumbului este de a încetini neutronii. În acest proces poate emite și alți doi. Această masă lichidă la 500°C este răcită prin apă sub presiune. Este imposibil ca această amestec de metale în stare lichidă să fie pusă în contact direct cu această apă. Litiul se topește la 180°C și se vaporizează la 1342°C.
Litiul nu arde în aer la temperatura camerei, așa cum face fratele său alcalin, sodiul. Dar de la o temperatură suficient de ridicată arde ca celălalt frate: magneziul și această combustie este exotermă și caracterizată de o mare violență.
http://www.plexiglass.fr/materiaux/metaux/lithium.html
http://www.youtube.com/watch?v=ojGaAGDVsCc
****http://www.youtube.com/watch?v=hSly84lRqj0&feature=related
****http://www.youtube.com/watch?v=oxhW7TtXIAM&feature=related
| Extrăgerea
(traducere) | : | Litiul
este singurul metal alcalin care poate fi manipulat în aer fără
risc, în timp ce celelalte se oxidează și, frecvent, se
întâmplă. În aer, litiul se acoperă lent cu o
filmă de oxid și azotur. | Cu aer
umed, atacul, catalizat de vapori de apă, este mult mai
rapid. | Metalul
se aprinde într-o atmosferă de oxigen uscat peste 200°C,
dând loc la oxidul Li | 2 | O și nu la peroxid,
diferențiindu-se astfel de homologii săi superiori (Na, K,..) și
făcându-l să se apropie mai mult de alcalino-terre. | Combustia litiului este foarte exotermă și este însoțită de o lumină albă intensă ca magneziul.
Litiu arzând în aer, pus în contact cu apa: explozie imediată
Foc de litiu în apă
Litiu plus apă
Pus în prezența apei la 500°C, o descompune, îi ia oxigenul și eliberează....hidrogen. Acest tip de reacție este similar cu cel care are loc în fundurile de zirconiu care înconjoară pastilele de combustibil, în reactoarele de la Fukushima, și în general în toate reactorii răciți cu apă, când temperatura crește și apa trece în stare de vapori.
Hidrogenul eliberat în reacția litiului cu apa care trebuie să-l răcească poate se combina cu aerul și provoca o explozie ca cea pe care ați văzut-o la Fukushima. Litiul este un corp extrem de reactiv care poate se combina cu oxigenul, cu hidrogenul (dând hidrura de litiu, explozivul tip al bombelor de hidrogen). Poate se combina cu azotul, la temperatură camerei dând nituri de litiu. Toate aceste reacții sunt exotermice care pot deveni incontrolabile provocând daune mari.
Și din toate acestea nimeni nu ne spune nimic
Nimeni nu a vorbit despre ce s-ar putea întâmpla dacă, într-un reactor de fuziune, litiul ar începe să arde sau să se combine cu apa care trebuie să-l răcească. Aceste acoperiri tritigene (regenerează tritiu din litiu) nu au fost testate. Cum a arătat Michele Rivasi în această întâlnire, ar fi mai bine să testăm aceste acoperiri tritigene în alte mașini, cum ar fi JET sau mașinile germane (ASDEX la Institutul Max Planck din Garching), sau japoneze, înainte de a ne lansa într-un proiect
- scump
- periculos
- problematic
În jurul celulelor tritigene, care vor fi vizualizate mai jos (sursă: pagina web CEA), trebuie să menționăm două lucruri:
- În contact direct, prima perete, în beriliu. Beriliul este un metal care se topește la 1380°C. Comportamentul său într-un tokamak nu a fost testat. Beriliul este extrem de toxic, ajungând să provoace o boală pulmonară incurabilă numită berilioză. Este, de asemenea, cancerogen.
Element al unei acoperiri de protecție tritigenă (o altă „experiență neîncercată”)
De cealaltă parte veți găsi bobina superconductoare, răcită la heliu lichid, la 3 K (sau 270°C). La orice ușoară creștere a temperaturii peste 20 K (în funcție de materialul superconductor utilizat) superconductivitatea dispare. Partea bobinei care pierde proprietatea de superconductivitate devine rezistivă și disipă întreaga energie acumulată sub formă de căldură (efect Joule), care poate distruge complet materialul superconductor. Heliumul lichid se vaporizează brusc, extinzându-și volumul de peste 700 de ori. Este o bombă în așteptare.
Când acești conductori sunt în starea „superconductoare” nu există disipare de căldură. Sistemul criogenic este prezent pentru a răci și a menține elementul superconductor rece.
Un accident de acest tip s-a produs la CERN în 2008. O sudură a unei bobine s-a rupt și a avut loc pierderea superconductivității. Curentul care circulă în bobină este de 9000 amperi. A avut loc un arc electric care a vaporizat heliul lichid din bobină. Explozia următoare a mutat bobinele de 40 de tone cu câțiva metri (…).
Într-un reactor de fuziune, dotat cu acoperirea tritigenă indispensabilă, o catastrofă este posibilă cu:
- Arderea violentă a litiului conținut în acoperirea tritigenă (acesta arde ca magneziul. Ar trebui să facem o demonstrație într-un studiu TV).
- În prezența apei: explozie.
- Căldura produsă perturbă bobina superconductoare vecină, care se vaporizează.
- Acest foc de litiu aduce cu sine vapori de plumb (toxic: saturnism) și tritiu (radioactiv) care s-a sintetizat în acoperirea tritigenă.
- „Prima perete” (de unul la doi milimetri de beriliu, de asemenea toxic) se vaporizează și se amestecă cu contaminanții toxici.
- Includem răspândirea unor câteva kilograme de tritiu care reprezintă sarcina reactorului
Toate...
Trebuie să fim liniștiți, pentru că o astfel de explozie va avea ca urmare oprirea imediată a reacției de fuziune. Nu e rău. Este ceea ce ne spun de decenii, insistând asupra siguranței reactoarelor nucleare ale secolului viitor.
Dar, în ceea ce privește chimia, ar fi ... Seveso.
În această întâlnire despre ITER, Michele Rivasi a creat un evident disconfort când a întrebat: „Cine va plăti în caz de accident, de catastrofă? Cine va fi responsabil?” Răspunsul a fost un tăcere de moarte, semnificativă:
- Dar bine, despre ce vorbești tu? Ce catastrofă? Se vor lua toate măsurile de siguranță, desigur...!
| Această prezență de litiu, indispensabilă pentru a crea această acoperire tritigenă, face ca reactorul să fie total periculos. |
|---|
Acest pericol inevitabil a fost îngrijorător ascuns publicului, în fața căruia se desfășoară o adevărată cortină de fum a „reacției de bază a fuziunii”, a amestecului deuteriu-tritiu.
Să înțelegem bine. Un „reactor de fuziune” funcționează, nu cu o singură reacție, ci cu două.
În detaliu:
2Deuteriu + 3tritiu dă 4heliu plus un 1neutron, plus energie
(reacția cele mai promovate din istoria nuclearului)
Neutron plus litiu dă heliu plus tritiu (prin regenerare), plus energie
Neutronii reprezintă 80% din energia emisă: 14 MeV (mega-electron-volt).
Heliumul reprezintă 20% din această energie. Această energie este transmisă în plasmă prin coliziuni și menține temperatura reactorului, 100-150 milioane de grade.
Neutronii, lipsiți de sarcină electrică, trec prin „bariera magnetică” și lovește „prima perete”, în beriliu. Sau o traversează fără interacțiune sau interacționează cu ea și sunt implicați în reacția:
9Beriliu** + 1neutron dă 2 4heliu plus 2 1neutron
A doua reacție, dacă nu există altceva pentru un reactor de fuziune, este aceea care regenerează tritiul:
1neutron + 6Litiu dă 4Heliu plus 3Tritiu, plus energie.
Putem grupa aceste două reacții de bază în una singură:
Deuteriu
Litiu
a 2
Heliu
, mai mult
energie
Astfel „un reactor de fuziune”, care are o relație familială cu super-generatoarele consumă, nu o amestec de deuteriu și tritiu, ci de deuteriu și litiu, aceste două substanțe fiind abundente în apa de mare.
De aici ideea de „energie nelimitată”.
E bine. Dar mai trebuie să știm cum să facem funcționarea reacției de regenerare a tritiului, extrem de periculoasă și neexperimentată. Va fi experimentată în ITER.
A fost nevoie de un intens lucru de dezinformare, de anestezie mediatică, timp de mai multe decenii, pentru ca populația locală, dacă nu excepționăm câțiva „ecologi excitați”, să vadă instalarea în regiune a unui proiect periculos” cu atâta pasivitate. Primarul din Aix-en-Provence, Maryse Joissains, a reafirmat în schimb sprijinul său necondiționat pentru ITER.
Acoperirea tritigenă ar trebui să fie formată dintr-un număr N de elemente ca cel afișat în figura de mai sus. În experiența ITER vor fi puse doar câteva elemente de acest tip. Poate doar unul, celelalte fiind înlocuite cu un coș care să facă barieră pentru neutroni. Probabil plumb.
Extinderea acestei acoperiri tritigene în jurul camerei va servi doar ca demonstrație și cu siguranță va fi următorul jucărie al nucleocraților noștri.
Nu contează din ce parte privim proiectul ITER, întotdeauna ajungem la probleme foarte complexe, însoțite de soluții necunoscute, care sunt, de asemenea, complexe. Iar cine vorbește despre complexitate, vorbește despre durata de instalare și explozia cheltuielilor.
În ceea ce privește complexitatea, distanța dintre ITER și un reactor nuclear de fisiune este la fel de mare ca între un tub-reactor și un boiler.
Am putea pune următoarea întrebare creatorilor de ITER:
Comportamentul ansamblului „prima perete” împreună cu acoperirea sa de protecție (tritigenă) și asociată cu un sistem de evacuare a căldurii, va fi satisfăcător? Este mai degrabă o primă, decât un sistem bine rodit?
Un alt problemă legată de funcționarea ITER este ablația primei pereți sub impactul ionilor de hidrogen. Aici ideile directoare se bazează pe rezultatele obținute în Franța în mașina Tore Supra, un tokamak francez instalat la Cadarache, dotat cu o bobină superconductoare care poate oferi până la 4 tesla. Totuși, temperaturile obținute nu permit obținerea fuziunii. Dacă am greșit (orice precizare în acest sens este binevenită), acestea erau de câteva milioane de grade. Mai mult, timpul de funcționare a fost un record de 6 minute.
Este posibil să se studieze comportamentul pereților, foarte aproape sau chiar în contact direct cu plasma caldă. Camera de confinare a fost îmbrăcată cu plăci din carbon (CFC), foarte asemănătoare cu cele utilizate pe shuttle-ul spațial. Carbonul conduce bine căldura și prezintă o bună rezistență la temperaturi ridicate. Cercetătorii au studiat absorbția căldurii prin conducție printr-un perete numit „limitator”. Acesta este un fel de cale circulară pe care o putem vedea sub camera în formă de „tor”.
Camera Tore Supra. Jos, limitatorul său
Pereții camerei au fost testați cu fluxuri de căldură de 1 megawatt pe metru pătrat, iar fluxul crește la 10 megawatt pe metru pătrat în limitator, unde temperatura la suprafață ajunge la 1200–1500°C. Limitatorul este un schimbător de căldură, unde în spate există o circulație de apă la 220°C și la o presiune de 40 bar, permițând astfel testarea posibilității de recuperare a căldurii într-un tokamak.
O observație și o precizare pe care mi le-am confirmat recent. A fost anunțat cu mare zgomot că s-a realizat fuziunea deuteriu-tritiu, „perechea magică”, la JET. De fapt, este destul de puțin cunoscut că majoritatea experimentelor de fuziune au fost efectuate cu deuteriu, la temperaturi ușor mai mari de 150 de milioane de grade.
****http://fr.wikipedia.org/wiki/Fusion_nucl%C3%A9aire
http://www.energia-nuclear.net/es/como_funciona/fusion_nuclear.html
| Reacțiile care au loc într-un reactor care utilizează deuteriu ca combustibil pentru fuziune
Sursa
deuteriu + deuteriu → (heliu 3 + 0,82 MeV) + (neutron + 2,45 MeV)
deuteriu + deuteriu → (tritiu + 1,01 MeV) + (proton + 3,03 MeV)
deuteriu + tritiu → (heliu 4 + 3,52 MeV) + (neutron + 14,06 MeV)
deuteriu + heliu 3 → (heliu 4 + 3,67 MeV) + (proton + 14,67 MeV)
Britanicii au făcut câteva experimente cu deuteriu-tritiu pentru a valida conceptul. Dar conform sursei mele, esența experimentelor a fost realizată cu deuteriu, probabil din motive de cost al produsului.
Pierderile prin radiație.
Plasma pierde energie prin două procese de radiație ale „gazei de electroni”. Avem întâi „radiația sincrotron”, care reflectă pierderea de energie a particulelor încărcate electric care orbitează în jurul câmpului magnetic al mașinii. A doua sursă de pierdere este „radiația de frânare”, sau bremsstrahlung. Când un electron trece aproape de un ion, traiectoria sa se deviază. Este încetinit și emite acest tip de radiație, a cărei intensitate crește proporțional cu pătratul sarcinii electrice Z a ionului.
Radiația de frânare (bremsstrahlung)
Carbonul este interesant din mai multe motive:
*- Rezistență bună la temperaturi ridicate (plăcile sunt foarte asemănătoare cu cele de pe shuttle-ul spațial)
- Conductivitate termică bună.
- Număr mic de sarcini electrice ale ionilor de carbon (șase). *
În mecanismul de pierdere a energiei prin radiație de frânare, un ion de carbon (scos de la perete și care ajunge să contamineze plasma) contribuie cu o pierdere de 16 ori mai mare decât cea a unui electron și a unui ion de hidrogen, care are o singură sarcină.
Dar carbonul suferă un fenomen de uzură și se comportă ca o adevărată pompă de drenare a hidrogenului, care absoarbe și produce hidrocarburi. Dacă se amestecă cu atomii de tritiu, devine la rândul său radioactiv (perioada de viață a tritiului este de 12 ani).
Prin urmare, carbonul nu poate fi utilizat, dacă nu este (cum vom vedea mai jos) ca absorbant al deșeurilor.
Pentru ITER, unde peretele intern reprezintă 1000 de metri pătrați, alegerea a fost făcută. 700 de metri pătrați vor fi acoperiți cu beriliu, cel mai ușor metal, cu punctul de topire la 1280°C. Această acoperire va putea, fără îndoială, rezista impactului termic datorită unei circulații subperetene de apă presurizată. În ceea ce privește contaminarea plasmei prin scăparea ionilor, beriliul are 4 electroni și contribuie cu o pierdere de 16 ori mai mare decât a unui electron și a unui ion de hidrogen.
Fuziunea produce totuși heliu. Un reactor ca ITER nu ar putea funcționa cu 10% heliu, care reprezintă „cenușa” reacției de fuziune. Trebuie eliminat continuu.
Aceasta era funcția limitatorului, dar inginerii au considerat o altă geometrie care a condus la conceperea unui divertor. Acesta corespunde conductelor pe care le vedem curgând în partea de jos a camerei în formă de tor:
Divertorul este format din module, segmente care pot fi manipulate și înlocuite. Iată aici designul unuia dintre ele.
Modulul divertorului
Partea verde corespunde unei plăci din tungsten. Acest metal, care formează filamentul becurilor incandescente, are cel mai înalt punct de topire dintre toate metalele: 3000°C. Forma divertorului poate fi explicată dacă luăm în considerare, pe lângă funcția sa principală, o geometrie magnetică specială care îi permite să capteze ionii:
Albastru deschis: beriliu. Albastru închis: tungsten. Negru: carbon.
Se distinge o geometrie magnetică în formă de coadă de pește. Fâșiile situate la fundul celor două conducte sunt destinate să fie orificiile prin care se poate pompa plasma și apoi reînjecta în cameră, după ce au fost eliminate cenușile (heliu) și ionii care contaminează plasma și cauzează răcirea radiativă a acesteia: carbon, beriliu și tungsten.
Tungstenul este contaminantul cel mai dăunător. Structura sa electronică îi conferă 74 de electroni, iar specialiștii mi-au spus că, odată amestecat cu plasma de fuziune, poate ajunge să aibă 50 sau 60 de sarcini electrice. Întâlnirea unui electron cu unul dintre acești ioni duce la o pierdere prin radiație de frânare de 3600 de ori mai mare decât atunci când un electron întâlnește un ion de hidrogen.
Vorbim aici de pierderi radiative sub formă de radiație de frânare sau bremsstrahlung. Totuși, există și alte tipuri de pierderi care sunt chiar mai importante, legate de tranziții „liber-legat”.
Când electronii întâlnesc ioni de deuteriu, tritiu, heliu sau beriliu, nucleii au pierdut toți electronii. Acest lucru nu se întâmplă cu tungstenul în condițiile de funcționare. Probabil între 15 și 25 de electroni (din cei 74 pe care îi are) vor rămâne legați de nucleu. Întâlnirea cu un electron liber va provoca o dezexcitare a acestei învelișuri electronice rămase, imediat urmată de o dezexcitare radiativă cu emisie de un foton. O nouă pierdere, foarte importantă.
Contaminarea plasmei cu ioni de tungsten ar putea duce la o scădere a randamentului, ajungând chiar la stingerea plasmei de fuziune.
După consultarea unui specialist, am aflat că pomparea ionilor grei va fi efectuată la fundul fâșiilor care separă cele două elemente ale divertorului, prin orificii centimetrice.
JET a fost inițial echipat cu un limitator asemănător cu cel de la Tore Supra. Britanicii au modificat montajul pentru a acoperi camera cu tungsten și a instala un divertor la bază. Așa cum a remarcat Michèle Rivasi pe data de 16 mai în Aix-en-Provence, ar fi fost mai bine să așteptăm rezultatele experimentelor britanice înainte de a începe proiectul ITER.
Aceeași concluzie se aplică și peretelui din beriliu.
S-a testat sistemul de divertor?
Poate garanta puritatea plasmei de fuziune?
Răspunsul specialiștilor:
- Numai experiența ne va oferi răspunsul.
Concluzie:
Când te aventuri în adâncurile mașinii ITER, descoperi o complexitate care dă amețeală. Această „lucrare” este de 100 de ori mai complexă decât un reactor nuclear de fisiune. Transportă zeci de probleme, cu soluții multe dintre care nu au fost încă testate. Eficiența divertorului este domeniul speculației pure. Iar tocmai această soluție de decontaminare continuă a plasmei este condiția si non qua pentru a putea continua dezvoltarea sa.
Din acest punct de vedere, ITER este o experiență fascinantă, un hău de teme de teză și studii sofisticate. Dar este și
O experiență de 15 miliarde de euro
(pentru moment)
Orice problemă suplimentară va duce la o nouă explozie a bugetului său. Parlamentarii noștri trebuie să fie conștienți de această problemă și să nu se lase amețiti de frazele obișnuite, concepute pentru a-i anestezia și a-i umple cu fum:
*- Soarele într-o probă
- Sursa infinită de energie ….*
Când am întrebat un cercetător implicat în acest proiect:
- Când și la ce preț vom putea aștepta să vedem această mașină transformată într-un generator de electricitate?
Răspunsul său a fost:
- Va trebui să contăm cu un buget care nu este prea strâns … de aproximativ câteva miliarde de euro și realizabil în câțiva decenii.
Meniul e pe masă. Prea scump, prea lent, prea multe probleme.
Care sunt soluțiile pentru nevoile energetice?
Nuclearul, prin fisiune:
*- Periculos
- Dăunător pentru mediu și sănătate.
- Nu există o soluție pentru gestionarea deșeurilor nucleare.*
Fuziunea, prin ITER:
*- Prea scumpă
- Prea multe probleme fără soluție.
- Prea lentă*
Voi participa la coloquiul DZP (dense Z-pinches) de la Biarritz, între 6 și 9 iunie viitor.
DZP2011 este conferința principală pentru specialiștii care lucrează în domeniul cercetării Z-pinchuri dense și subiecte înrudite. Conferințele anterioare au avut loc la Laguna Beach (1989), Londra (1993), Vancouver (1997), Albuquerque (2002), Oxford (2005) și Alexandria (2008) și au adunat peste 100 de delegați din până la 20 de țări.
Subiectele abordate la DZP2011 includ toate aspectele cercetării Z-pinchuri dense, inclusiv fizica fundamentală a Z-pinchurilor și gama largă de aplicații ale acestora în domenii precum fuziunea de confinare inerțială, astrofizica plasmatică de laborator, laserii de raze X moi și fizica fundamentală a densității mari de energie. Configurațiile plasmatice dense înrudite, cum ar fi X-pinchele, focarul plasmatic și descărcările capilare de curent ridicat, sunt printre subiectele de interes.
Luni, 6 iunie 2011, la ora 8:30, prietenul meu Malcom Haines va face prezentarea inaugurală și va prezenta analiza rezultatelor obținute în mașinile-Z de la 2005, confirmând concluzia sa: „La Sandia, mai mult de două miliarde de grade au fost atinse din 2005”. Intervenția sa, în cadrul acestui coloquiu internațional dedicat mașinilor-Z, este esențială.
Programul coloquiului de la Biarritz, despre mașinile-Z (6–9 iunie 2011)
(Va veni un jurnalist francez să acopere evenimentul în direct sau se va mulțumi cu rezumatele transmise de CEA și alte instituții?)
Explicația acestui fenomen încapă în două cuvinte: „rezistență turbulentă”.
Voi merge să susțin pe Malcom în prezentarea sa.
Malcom Haines, pionier al fizicii plasmei și MHD
În anii anteriori am auzit americani spunând că astfel de temperaturi nu au fost niciodată atinse, iar concluziile publicate în revista prestigioasă Physical Review Letters în 2006, sub forma unui articol intitulat „Peste două miliarde de grade”, erau false. Dar niciodată în ultimii cinci ani nu au publicat nici o linie pentru a susține refutările lor, nici măcar o explicație rezonabilă și coerentă.
După părerea mea, americani au lansat o operațiune de dezinformare, deoarece acest nou proces poate fi utilizat pentru conceperea și realizarea ulterioară a bombelor de fuziune pură (unde procesul de fuziune este inițiat prin compresie magnetohidrodinamică, sau MHD, și nu prin bomba A). Acestea sunt bombe care pot fi miniaturizate și „curate” (fără deșeuri nucleare), bazate pe fuziunea bor-hidrogen (această reacție începe de la aproximativ 1000 de grade și este slab neutrionică).
Am spus mai sus că Haines va fi prezent la coloquiul, dar nu avem o certitudine absolută. În prezent are probleme de sănătate care ar putea să-i interzică participarea.
Dacă Haines nu vine, nimeni nu va putea contrazice, cum doar el ar putea face, minciunile deschise și odioase ale americanilor, cu greutatea credibilității științifice.
Eric Lerner, care lucrează asupra unui experiment Focus și promovează puternic o filială de fuziune ne-atomică bazată pe bor-hidrogen, va fi de asemenea prezent.
Eric Lerner, campion al fuziunii ne-atomice
Cum am spus pe pagina mea web de cinci ani, într-o zi vom vedea apariția generatorilor de electricitate bazate pe această fuziune ne-atomică (pe care am evocat-o deja în comicul Energéticamente vuestros, și pe care îl puteți descărca gratuit pe pagina web a Savoir sans Frontières (Cunoaștere fără Frontiere)).
http://www.savoir-sans-frontieres.com/JPP/telechargeables/ESPANOL/energeticamente_vuestros.htm
Ca motoarele de explozie. De mai mult de un secol au înlocuit mașinile cu abur.
ITER nu este altceva decât… mașina de abur a mileniului al treilea, hiper-complexă.
Dacă energia nucleară va reînnoi vreodată un nou impuls, acesta va veni fără îndoială de la generatoarele de fuziune cu impuls.
Vom vedea apariția unei fuziuni fără niciun fel de deșeuri, fără produse de fuziune și fără structuri care să devină radioactive din cauza bombardamentului cu neutroni.
A persista într-o energie bazată pe procese de fisiune, acumulând deșeuri extrem de radio-toxice (100.000 de tone doar în Franța...), stocând deșeuri cu o jumătate de viață care se cifrează în sute de mii de ani, este absurd. Mai ales când știința a progresat semnificativ și oferă alte soluții.
Negăm puterea de progres al științei.
Experimentele efectuate la Sandia ne arată că o altă cale este posibilă. Dar, cum întotdeauna, va fi:
- Armele mai întâi, energia după.
Nimic și nimeni nu ne spune că explorarea acestei filiale de fuziune pură bor-hidrogen poate crea în scurt timp generatoare de electricitate.
Dar aceste mașini ar costa de 500 de ori mai puțin decât ITER.
Să analizăm soluțiile:
Fisiunea: periculoasă, hiper-contaminantă, risc pentru sănătate
Filiala de fuziune prin ITER: cu multe probleme, incertă, prea scumpă
Filiala de fuziune ne-atomică: orizont nedefinit, dar cost scăzut. Trebuie deja lansate cercetări la nivel fundamental.
Gazul de șisturi: contaminează acviferul.
Întoarcerea la gaz și petrol: importuri masive, resurse limitate, poluare (inclusiv mări negre), emisii de gaze care favorizează efectul de seră.
Rămân energiile regenerabile, imense, variate, care necesită un nivel scăzut tehnologic.
Dacă toate țările lumii ar accepta să investească masiv în aceste soluții (dincolo de simplele instalații casnice) și ar aloca pentru acest efort o parte din bugetul destinat nuclearului (civil și militar) și dezvoltării armelor, toate problemele s-ar rezolva rapid!
Totuși, acest proces va întâmpina o opoziție îndârjită, din mai multe motive.
- Eforturile și investițiile faraonice făcute în domeniul nuclear ar deveni obsolete. Dacă aceste investiții au fost permise și continuă să fie astăzi, în primul rând este dintr-o optică militară (producerea de plutoniu).
- Nivelul scăzut tehnologic necesar pentru dezvoltarea energiilor regenerabile (deșerturile, zonele geotermice active, oceanii etc.) va aduce la același nivel țări tehnologic avansate și pe cele considerate până acum incapabile să urmeze trenul tehnologiei moderne.
*- Și acest proces nu este altceva decât o politică „anti-Noul Ordin Mondial, anti-globalizare și chiar anti-capitalistă”. * ---
Opinia Președintelui Nicolas Sarkozy, în vizita sa la Tokyo, pe data de 31 martie 2011
