Cerere de drept de replicare la CEA
Cerere de drept de replicare, adresată CEA
în urma publicării unui text care încalcă reputația mea
23 ianuarie 2012
La data de 17 noiembrie 2011, CEA a plasat pe site-ul său un text care califică scrierile mele ca fiind lipsite de integritate intelectuală. Iată textul în întregime, 4.625 de cuvinte, treizeci de mii de caractere:
Reacție la articolul „ITER Cronica unei falimente anunțate” al domnului Jean-Pierre Petit, publicat pe data de 12 noiembrie 2011 în revista Nexus, pregătită de Comisia pentru Energie Atomică și Energii Alternative. 17 noiembrie 2011.
Introducere Argumentația dezvoltată în articolul domnului J.P. Petit, membru al asociației franceze antinucleare „Sortir du nucléaire”, care vizează contestarea proiectului ITER prin alimentarea unor temeri iraționale, este construită pe extrase, scoase din context, dintr-o teză de doctorat recent întocmită la Institutul de Cercetare în Fuziune cu Confinare Magnetică al CEA și susținută în noiembrie 2010 la Școala Doctorală a Școlii Politehnice, privind problema particulară a fenomenelor de disruptie care pot apărea în timpul funcționării ITER.
O disruptie, fenomen cunoscut de mult timp, este o instabilitate care poate apărea în interiorul unui plasma de tokamak. Încărcată cu o energie mare, aceasta duce la ruptura confinării magnetice și se manifestă printr-o descărcare electrică intensă către peretele camerei de vid, inducând riscul de a deteriora acesta.
Această teză de mare calitate se bazează pe 50 de ani de cercetări ale unei comunități științifice globale compuse din mii de profesioniști din întreaga lume, și constituie baza recunoscută a dezbaterea științifică actuală în acest domeniu.
Există o abundentă literatură despre fenomenele de disruptie, în special în articolele publicate periodic în revista „Nuclear Fusion”. Acestea reprezintă baza fizică oficială și publică a proiectării ITER.
Observând că articolul domnului J.P. Petit selectează doar extrase alese intenționat din lucrările care confirmă în mod justificat atenția pe care comunitatea științifică trebuie să o acorde fenomenelor de disruptie, nu putem decât concluziona că domnul J.P. Petit are o voință manifestă de a provoca controverse politice și de malintenție, și cu siguranță nu un lucru de calitate științifică realizat într-un spirit critic constructiv, destinat să avanseze subiectul.
Suntem afectați de faptul că informațiile științifice publicate în reviste de prestigiu internațional, autorii lor, dar și cititorii articolului însuși, sunt manipulați în mod partizan, străin de cercetare și progresul cunoașterii.
Prin un astfel de comportament intelectual nedrept, domnul J.P. Petit se dezavaluează el însuși ipso facto din dezbatere, fie că este vorba de o dezbatere științifică sau socială.
Prezentul document are ca scop în primul rând să răspundă punctelor cel mai greșite din analiza domnului J.P. Petit, atât din punct de vedere științific, cât și din punct de vedere al ignoranței contextului general al cercetărilor, și în al doilea rând să ofere cititorului principalele chei pentru înțelegerea aceluiași context și a rolului exact pe care trebuie să-l joace ITER în cercetarea de fuziune magnetică în deceniile viitoare.
Analiza criticilor domnului J.P. Petit.
Argumentul principal al domnului J.P. Petit este că ITER nu poate rezista disruptiilor, care corespund unui oprire rapidă a plasmei. Să analizăm punct cu punct critica exprimată în articol (extrasele din articol sunt în italic).
p.91, „Din această lectură, se poate trage concluzia că fuziunea prin confinare magnetică și fizica tokamak-urilor, extrem de complexă, nu sunt deloc controlate de teoreticieni. Nicio modelare a comportamentului plasmei conținute în aceste mașini nu este reprezentativă, în sensul că va fi și va rămâne mult timp imposibil să se gestioneze, chiar și cu cele mai puternice supercalculatoare din lume, un sistem care implică între 10²⁰ și 10²² particule încărcate electric, interacționând între ele”.
Aceste afirmații sunt surprinzătoare venind de la cineva care se prezintă ca „specialist emerit în fizica plasmei”. Exemplele de teorii și modele care funcționează foarte bine pe un număr mare de particule nu lipsesc. Se dovedește că MHD (magnetohidrodinamica) este o știință care permite descrierea dinamicii unui plasma sau a unui fluid conductor care conține un număr foarte mare de particule. Puterile de calcul disponibile în prezent permit chiar simulări în dimensiuni reale. Cu excepția cazului în care se pune la îndoială propriile lucrări ale comunității științifice căreia i-a aparținut cu mai mult de 20 de ani în urmă, domnul J.P. Petit nu poate susține serios o afirmație conform căreia este imposibil să se simuleze un sistem dinamic care implică un număr mare de particule.
Cu toate acestea, nimeni nu a susținut niciodată că tokamak-urile ar trebui concepute pe baza simulărilor numerice. În practică, specificațiile tehnice ale unui tokamak referitoare la rezistența la disruptii se bazează pe „legi”, numite „legi-inginer”, care vizează energiile și timpurile caracteristice implicate în acest proces. Valorile alese pentru ITER au fost validate prin experimente realizate pe un număr mare de tokamak-uri timp de mai mult de jumătate de secol. Simulările numerice ale disruptiilor au apărut doar recent, în special în teza domnului C. Reux, despre care domnul J.P. Petit face o mare valoare.
În realitate, rezultatele sunt foarte încurajatoare, deși precizia lor poate fi îmbunătățită. Trebuie subliniat din nou că aceste simulări reprezintă un refinament suplimentar în înțelegerea plasmei tokamak-urilor, și nu baza proiectării ITER, validată de mult timp prin „legile-inginer” menționate anterior.
p.91: „Toate tokamak-urile din lume, inclusiv Tore Supra și JET, au devenit imposibil de gestionat, sub efectul unor cauze extrem de variate”.
Această afirmație este evident greșită și total falsă: Tore Supra și JET funcționează în mod satisfăcător și perfect sigur de la 1988, respectiv 1983, adică mai mult de 20 de ani pentru Tore Supra și aproape 30 de ani pentru JET. Disruptiile apar frecvent în aceste două mașini (așa cum se întâmplă în toate celelalte), dar niciodată nu au dus la distrugere sau la pierderea confinării produselor toxice, așa cum fantasmează scenariul domnului Petit. 30 de ani de funcționare fără incident major nu este cu siguranță ceea ce se poate numi onorabil o situație „imposibil de gestionat”!
p.92: „disruptiile … generează forțe capabile să deformeze structurile peretelui ca și cum ar fi făcute din paie” Elementele de primă perete și structura tokamak-urilor, în special a lui ITER, sunt desigur concepute pentru a rezista forțelor generate de disruptii, inclusiv cele mai puternice posibile. Aceste elemente sunt aranjate astfel încât să minimizeze curenții electrici care circulă prin ele în timpul unei disruptii, limitând astfel forțele de întindere pe care le-ar putea suferi. În plus, în cazuri extreme care induc daune superficiale asupra acestor elemente, acestea sunt concepute pentru a fi înlocuibile.
Fotografia prezentată în articol și extrasă din teză (element de Tore Supra deteriorat ca urmare a unei disruptii) este exemplară în acest sens: corespunde unei „acuzații” (element de primă perete) îndoită pe Tore Supra ca urmare a unei disruptii: aceasta a fost înlocuită, curenții au fost corectați ulterior, iar Tore Supra a funcționat ulterior perfect normal!
Este clar că în faza de punere în funcțiune progresivă a lui ITER, vor apărea situații de acest tip și defectele constatate vor fi corectate, așa cum se întâmplă în orice instalație industrială sau de cercetare în perioada sa inițială de funcționare (vezi situația CERN în 2009). Desigur, mașina va fi testată cu curenți mai mici decât valoarea nominală, pentru a minimiza deteriorările potențiale în această fază de punere la punct.
p.93: „fulgerele care se produc acolo vor atinge inevitabil 15 milioane de amperi (150 de milioane de amperi pentru succesorul său DEMO). Impacturile unei astfel de puteri vor perfora camera de vid. Stratul de beriliu … va fi vaporizat și va dispersa materialul din care este format, împreună cu tritiul; radiotoxic, conținut în cameră” Această afirmație este dublu greșită. Presupunând că într-o situație extremă, o perforare a camerei de vid ar apărea pe ITER ca urmare a unei disruptii, nu va exista eliberarea de beriliu sau tritiu în afara instalației: camera de vid este înconjurată de o serie de bariere de confinare care nu vor fi afectate de disruptii. În plus, DEMO nu va funcționa cu siguranță la 150 MA, ci la curenți de ordinul celor ai lui ITER (15-20 MA). Extrapolările îndrăznețe și categorice ale domnului Petit demonstrează o cunoaștere profundă a fizicii și tehnologiei tokamak-urilor.
p.93: „forțele Laplace, care se măsoară în mii de tone, pot deforma structurile mașinii, impunându-le înlocuirea, chiar și refacerea totală a instalației” Măsurarea forțelor în tone este mai mult decât surprinzătoare venind de la cineva care se prezintă ca fizician.
O forță se măsoară în Newton, iar o masă în grame sau tone. Forțele Laplace generate în ITER sunt estimate că pot atinge miliarde de Newton. Elementele structurale ale lui ITER sunt concepute pentru a rezista acestor forțe de miliarde de Newton – deci nu va fi deloc necesar să le înlocuim. JET rezistă deja de 30 de ani la disruptii care induc forțe de miliarde de Newton. Instalația este construită pentru a suporta fără deformare astfel de forțe.
p.94: „nu există niciun mijloc de a extrapola și reutiliza datele existente … aceste incidente, inevitabile în timpul punerii în funcțiune, pot duce la distrugerea lui ITER chiar în primele teste” Aceste afirmații categorice sunt greșite. Există într-adevăr mijloace și coduri foarte fiabile pentru a estima curenții numiți „halo” legați de o disruptie, nivelul de asimetrie al acestor curenți în direcția toroidală, precum și forțele exercitate asupra camerei de vid. Această estimare este consolidată pe baza unei baze de date („ITER disruption database”) alimentate prin observații pe un număr foarte mare de tokamak-uri de dimensiuni variate. Așa cum am menționat deja, există și simulări numerice MHD din ce în ce mai precise care permit o estimare independentă a naturii fine a disruptiilor, dar acestea nu au fost utilizate pentru proiectarea ITER, deoarece deciziile luate sunt anterioare dezvoltării acestor tehnici de simulare. Acestea sunt acum utilizate în scopul unei înțelegeri fine, verificări și ajutor pentru definirea testelor de pornire, a experimentelor viitoare și a exploatarea rezultatelor lor. Menționăm din nou că testele de pornire ale lui ITER vor fi efectuate la curent redus al plasmei (cum se întâmplă cu orice altă mașină), cu o creștere progresivă a puterii, deci în condiții fără risc pentru integritatea mașinii.
p.94: „a spera că vreodată un tokamak va funcționa fără disruptie este la fel de irațional ca și a imagina un soare fără erupții solare, o vreme fără vânturi sau nori, o gătită într-un tăiței plin cu apă fără vârtej” Un tokamak poate funcționa fără riscul unei disruptii dacă plasma este stabilă față de modelele MHD. În practică, acesta este regimul normal de funcționare al majorității tokamak-urilor, iar ITER nu va face excepție. Trebuie să evităm a confunda instabilitatea cu turbulența. O disruptie este cauzată de o instabilitate perfect deterministă. Dacă o plasmă este stabilă față de această instabilitate, nu există nicio motivă pentru ca aceasta să apară în virtutea reproducibilității unei fizici deterministe. Acest punct foarte important a fost confirmat prin analiza bazei de date ITER deja menționate: nu există un caracter aleatoriu în declanșarea unei disruptii, chiar dacă fizica implicată este complexă. O turbulență (imaginația tăiței) este asociată cu o mulțime de instabilități la scară mică. În realitate, o turbulență este haotică. Este inevitabilă, dar nu duce la o disruptie. O disruptie poate intra într-un regim turbulent, dar doar după ce instabilitatea primară a fost declanșată. În acest sens, figura prezentată ca ilustrație de domnul J.P. Petit este irelevantă: corespunde unei turbulențe care nu are nimic de-a face cu o disruptie.
Desigur, unul dintre obiectivele lui ITER este să dezvolte un scenariu stabil față de disruptii. Odată găsit acest scenariu, nu există nicio motivă ca acesta să devină disruptiv spontan.
p.95: „disruptiile pot deteriora orice element al unui tokamak, inclusiv sistemul său supraconductor de magnetizare, a cărui energie am reamintit-o că conține energia unui portavion Charles de Gaulle în mișcare la 150 km/h” Această afirmație este din nou falsă. Camera de vid va fi protejată de o acoperire prevăzută pentru a opri neutronii de 14 MeV rezultați din reacțiile de fuziune, iar mai ales electronii rapizi rezultați din disruptii, care nu vor ajunge până la magnet. Repetăm din nou că elementele structurale, inclusiv magnetul supraconductor, sunt concepute pentru a rezista unei disruptii. Energia implicață într-o disruptie nu are nimic de-a face cu energia magnetului toroidal. Este vorba mai degrabă despre conținutul energetic al plasmei (aproximativ 350 megajoule pentru o plasmă ITER la putere maximă) și energia câmpului magnetic numit poloidal (aproximativ 400 MJ) – cele două nu fiind eliberate simultan – deci nimic comparabil cu cele 51 gigajoule menționate, nici măcar cu un portavion oricare ar fi, chiar dacă ar fi Charles de Gaulle, în mișcare la 150 km/h.
p.95: „dacă am dori să oferim o imagine a punerii în funcțiune a unui tokamak, ar trebui să ne imaginăm un mecanic față de o căldară și câteva instrumente de măsurare. Dacă acul unuia dintre ele indică cel mai mic tremur, singura sa acțiune posibilă este să stingă focul cu o șaibă de stingere a incendiilor” Din nou, ignorarea ceea ce este un tokamak și manipularea faptelor în scopuri partizane. Tore Supra este echipat cu 40 de instrumente de măsurare continue, JET cu aproximativ 80 și ITER va avea încă mai multe. A vorbi despre „câteva instrumente de măsurare” este pentru cel puțin reducător. În ceea ce privește „șaiba de stingere a incendiilor”, estimarea timpului disponibil pentru oprirea sau încetinirea electronilor rapizi este de ordinul a 10 ms. Se estimează că va trebui să injectăm 10²² de electroni pe metru cub pentru o oprire „lină” (vezi documentul de referință „ITER Physics Basis” care dă bazele dimensionării fizice a lui ITER, publicat în Nuclear Fusion și semnat de întreaga comunitate mondială). Nu este o sarcină imposibilă!
În realitate, studiul injectării masive a gazelor ca mijloc de oprire a electronilor rapizi este tocmai obiectul tezei lui C. Reux. Alte tehnici sunt în curs de studiu de mai multe echipe din întreaga lume, inclusiv una a CEA, în vederea selectării celei care prezintă cele mai bune performanțe la cel mai mic cost.
Rezultatele actuale sunt încurajatoare, iar este rezonabil să credem că una, sau chiar mai multe dintre aceste metode inovatoare, în afara celei deja disponibile, vor fi finalizate în 2019-2020 pentru primul plasma de hidrogen și cu siguranță în 2026 cu primul plasma de deuteriu-tritiu.
p.95: „ne putem întreba de ce autoritatea de siguranță nucleară nu a făcut niciodată referire la această periculozitate …” Este cu adevărat o cunoaștere greșită a ceea ce sunt autoritățile de siguranță nucleară ale celor 7 parteneri ai ITER (Japonia, Coreea de Sud, India, China, Statele Unite, Federația Rusă, Uniunea Europeană) și a Franței, pentru a crede că ar fi putut să nu facă referire la aceasta, dacă aceste disruptii ar fi fost la fel de periculoase cum le imaginează domnul Petit.
Fraza sa malicioasă vizează să lase impresia că disruptiile au fost ascunse diferitelor instanțe de evaluare. Desigur, nu este adevărat. Disruptiile sunt larg discutate în literatura științifică, în special mai mult de 35 de pagini le sunt dedicate în „ITER Physics Basis”, publicat în revista Nuclear Fusion în 2007 (completând raportul inițial din 1999).
Publicațiile internaționale pe acest subiect se numără în sute. A insinua că subiectul ar fi fost evitat, chiar ascuns, este exact opus realității.
Ceea ce este surprinzător este că domnul J.P. Petit, care revendică o abordare științifică, susține afirmațiile sale categorice în principal pe baza unei citiri superficiale a lucrărilor din teza domnului Reux, ignorând superb mii de pagini dedicate acestui subiect despre disruptii în reviste științifice unanim recunoscute. Nu putem decât să ne mirăm de mirarea sa.
*** După ce am demonstrat exagerarea afirmațiilor domnului Petit, este necesar acum să răspundem în mod sintetic la întrebările legitime ale opiniei publice despre proiectul de cercetare ITER: care este într-adevăr funcționarea tokamak-ului ITER și situația sa față de disruptii?
Cercetările în fuziune magnetică și rolul lui ITER Cercetarea în fuziune nucleară, prin calea confinării magnetice, este o cercetare numită „societală”, în sensul că mobilizează un ansamblu cât mai coerent de competențe științifice și tehnice pentru a ajunge la un scop unic: dezvoltarea, în condiții cât mai sigure posibil, unei surse de energie bazate pe principiul fuziunii a două nuclee ușoare. Domnul Petit, în introducerea sa, amintește corect că, sub forma unui rezumat foarte rapid, se poate vorbi despre domesticirea pe Pământ a energiei de fuziune, această energie produsă în stele, și în special în Soare. O sarcină de o mare amploare, într-adevăr, la care vrem să ne atingem!
Acest provocare, căci este vorba de o adevărată provocare, constă în primul rând în verificarea faptului că astfel de reacții sunt realizabile pe Pământ, și mai ales că pot fi realizate la „dimensiune umană”. Noua bună, rezultatul concret și remarcabil adus de comunitatea științifică, este că într-adevăr este posibil să se găsească un punct de funcționare pentru această reacție de fuziune nucleară compatibil cu o realizare „umană”.
În clar, dimensionarea fizicii la care se face apel indică că un reactor de acest tip este posibil în instalații industriale comparabile cu cele pe care le cunoaștem pentru producția masivă de electricitate în prezent.
Aceasta reprezintă o etapă decisivă în continuarea acestei cercetări. Această etapă a fost depășită la sfârșitul anilor 1990, în special printr-o demonstrație experimentală pe tokamak-ul european JET, salutată universal și care a încheiat astfel o fază lungă, dar decisivă a istoriei fuziunii: „faza pionierilor”. Mai multe cărți specializate au fost deja scrise despre această fază a istoriei fuziunii, dar este important să subliniem concluziile majore în termeni accesibili pentru publicul larg și pentru persoanele interesate de alegerile noastre sociale.
Această fază a pionierilor este tipic împărțită în două epoci, prima epocă acoperind două decenii între „declasificarea” cercetărilor (1958) și decizia de construcție a lui JET (1980); a doua epocă acoperind următoarele două decenii marcate de exploatarea mari tokamak-uri, dintre care cel mai mare este încă astăzi JET, și care a condus la decizia colectivă de construcție a lui ITER (2005).
În prima epocă, s-au explorat foarte multe căi în întreaga lume, căutând în mod foarte competitiv să dezvolte ceea ce numim configurația magnetică, adică acea „cutie” imaterială încărcată cu a confina acest plasma extrem de cald, și despre care toată lumea înțelege că niciun perete material nu poate să-l conțină.
Configurația care a ajuns în fruntea competiției este configurația tokamak, propusă de cercetătorii ruși, și care până acum nu a fost înlocuită.
Alte configurații au fost pur și simplu respinse, dar unele căi alternative au fost păstrate și sunt încă actuale. Dacă configurația tokamak a ajuns în frunte, acest lucru nu înseamnă că este perfectă sau ideală.
A doua epocă a constat în definirea performanțelor configurației tokamak, adică stabilirea „legilor-inginer” care permit extrapolarea rezultatelor obținute în vederea proiectării unui reactor.
Este esențial să înțelegem aici, cum în orice proces industrial, că stabilirea „legilor-inginer” nu necesită o înțelegere completă a fizicii subiacente unui fenomen.
Acest lucru s-a întâmplat, de exemplu, pentru aviatică: avioanele zboară de peste 100 de ani, rachetele merg pe Lună de peste 40 de ani, dar fizica turbulenței în jurul unui aripă de avion, dacă este înțeleasă în esențe, nu este încă „rezolvată” complet și face încă obiectul cercetărilor. Primele mașini au fost dezvoltate și comercializate de oameni care nu controlau termodinamica motorului cu explozie în toată complexitatea sa. Procesul normal într-o astfel de cercetare, căreia îi amintim că nu are doar scopul cunoașterii pentru cunoaștere, ci cunoașterea pentru a răspunde unui nevoie și care necesită dezvoltarea unui echipament sau a unui proces inovator integrând numeroase cunoștințe și abilități, este întotdeauna de a combina informații experimentale (construim prototipuri, le punem în funcțiune, măsurăm parametrii studiului și analizăm rezultatele pentru a modela sistemul în funcțiune și astfel a-l controla), informații teoretice (ne întrebăm despre procesele fizice care reglementează fenomenul, punem ecuații, le rezolvăm și le comparăm cu rezultatele experimentului), dar și „modele inginer”, care reproduc comportamentele în mod ad-hoc, și care sunt de obicei legi simple cu parametri ajustați pe experiență. Este iterația constantă între aceste activități care permite o progresie regulată spre rezultat.
Domnul Petit face o amestecare la acest nivel în întreaga sa analiză, și deși este adevărat că fizica plasmei este încă departe de a fi înțeleasă în aspectele sale cele mai fundamentale, este complet fals să afirmăm că această cunoaștere este un precondițion pentru funcționarea corectă a lui ITER.
Este prea repede să ignore sau să considere într-un mod foarte naiv procesul complet care stă la baza oricărei cercetări aplicate. Cu toate acestea, desigur, comunitatea științifică de fuziune nu își relaxează eforturile de înțelegere profundă, pentru că aceasta este cheia ultimă a optimizării unui astfel de proces. Dezvoltările de simulare la cel mai înalt nivel mondial, utilizarea masivă a mijloacelor de calcul cele mai avansate dovedesc acest lucru dacă ar fi nevoie. Franța însăși poate fi mândră că conduce această cercetare în fruntea mondială pe anumite fronturi, printre care cel al proceselor turbulente care reglementează confinarea plasmei, cheia performanțelor, și magnetohidrodinamica (MHD) neliniară, care reglementează stabilitatea aceleiași plasme.
Domnul Petit, care se prezintă ca fost specialist în MHD, nu poate să nu fie la curent cu progresele considerabile ale simulărilor MHD ale plasmei tokamak-urilor, unele dintre care au fost realizate de domnul Cédric Reux în teza atât de generos citată de domnul Petit însuși.
Ce este cu ITER și care este rolul său exact? Dacă există o idee care are viața lungă când vorbim despre ITER, aceasta este aceea de a amesteca acest proiect complex și de dimensiuni imense la sfârșitul istoriei.
Înainte de a ne pune întrebarea ce este ITER, trebuie să înțelegem clar ce nu este. ITER nu este un reactor de fuziune, nici cu intenții comerciale, nici cu intenții de prototip.
ITER este însă o mașină de cercetare avansată, rezultatul sintezei colective și complete a rezultatelor epocii pionierilor, care, amintim din nou, a validat viabilitatea științifică a fuziunii magnetice. Aceste lucrări ar fi putut concluziona, de exemplu, că fizica cere o „mașină” de 100 de metri diametru, sau un câmp magnetic incompatibil cu ceea ce este fizic posibil. Nu este cazul, și sunt tocmai legile de scară dezvoltate și testate cu rigurozitate științifică care ne permit să afirmăm acest lucru. Rezultatele lui JET la sfârșitul anilor 1990 au confirmat într-adevăr că utilizând amestecul real de deuteriu și tritiu, se obține ceea ce s-a extrapolat din rezultatele în deuteriu pur. Domnul Petit are dreptate când spune că prezența tritiului este esențială pentru producerea reacției de fuziune, dar greșește când insinuează că nu se utilizează tritiul pentru că este scump sau „periculos”. Nu exista nicio motivă valabilă pentru a face toate dezvoltările și testele cu tritiu pe JET, deoarece putem extrapola comportamentul plasmei de fuziune (și în acest caz pornind de la principiile mari ale mecanicii cuantice) din plasmele de deuteriu.
Problema tritiului este esențial separată de restul problemei de fizică, iar prezența sa devine necesară doar atunci când trecem la „dimensiune reală”, exact unul dintre primele roluri ale lui ITER.
I s-au atribuit lui ITER, și din anii 1990, misiuni științifice precise, legate de întrebări la care se prevede că va putea răspunde, sau extrapolări pe care se prevede că le va putea confirma pentru că va fi primul care va putea obține acestea în dimensiune reală. Aceste misiuni științifice sunt în principal de trei tipuri:
Generarea de plasme de deuteriu și tritiu pentru care energia eliberată de reacție depășește energia necesară pentru menținerea procesului. Am stabilit un factor de amplificare dorit de aproximativ 10 între puterea injectată pentru declanșarea reacției și puterea obținută în interiorul plasmei. Pentru a obține acest rezultat major, ITER va trebui nu doar să confirme că extrapolările sunt corecte, dar va contribui și la furnizarea unor rezultate majore privind comportamentul acestor plasme, în ceea ce privește confinarea și stabilitatea.
Generarea de plasme de deuteriu și tritiu pentru care energia eliberată de reacție contribuie semnificativ la menținerea procesului, și în plus în condiții de durată care prefigurează funcționarea reactorului, adică se apropie de ceea ce numim staționaritatea. Această a doua condiție impune constrângeri suplimentare asupra susținerii curentului plasma prin sisteme de putere suplimentare.
În final, testarea unor regimuri apropiate de ceea ce numim „igniție”, adică regimuri în care se caută minimizarea puterii totale injectate, pentru a înțelege mai bine punctul de funcționare al unui viitor reactor. În legătură cu misiunile științifice menționate anterior atribuite lui ITER, ITER marchează, de asemenea, începutul unei noi epoci pentru fuziune în sensul că trebuie să demonstreze și viabilitatea tehnologică a procesului.
Aceasta înseamnă clar că ITER trebuie să demonstreze la un moment dat dacă fuziunea magnetică este sau nu un proces care poate duce la o filieră de reactoare nucleare complet diferite de cele existente în prezent.
Acest aspect este luat foarte serios de toți actorii, care joacă fiecare rolul său. Echipa ITER este responsabilă pentru a propune o mașină care trebuie la un moment dat să îndeplinească această misiune, precum și pentru a propune protocoalele experimentale care, unul câte unul, vor fi validate de Autoritatea de Siguranță Nucleară înainte de orice punere în funcțiune și orice introducere a tritiului în mașină.
Cum am menționat mai sus, ITER poate funcționa, și de fapt va funcționa, fără tritiu până când toate etapele vor fi validate.
Aceasta este motivul principal pentru care planul experimental al lui ITER prevede în prezent între 5 și 7 ani de funcționare înainte de introducerea tritiului.
Apoi, ITER va proceda pas cu pas cu tritiu până la performanțele stabilite. În acest proces, toate componentele și procesele fizice vor fi testate din nou, modelate și comparate cu predicțiile, continuând astfel progresul procesului, dar de data aceasta într-un mod integrat. Rezultatele, dacă vor fi cele prevăzute în prezent, vor permite validarea fuziunii magnetice ca un proces suficient de matur pentru a envisaja următoarea fază de prototipare a reactorului (adesea numit DEMO) cu dimensiuni de industrializare și rentabilitate, care lipsesc din misiunile lui ITER.
Pagina site-ului CEA de unde provine acest document,
http://www-fusion-magnetique.cea.fr/en_savoir_plus/articles/disruptions
care prezintă și traducerea în limba engleză.
Prima observație, referitoare la „producerea de extrase trunchiate”, autorii (anonimi) ai acestui document au trecut cu vederea acest text, mai complet, care era disponibil pe site-ul meu de câteva luni și se baza pe 880 de linii extras din teza lui Cédric Reux:
În septembrie 2011 s-a desfășurat la Princeton, Statele Unite, un simpozion dedicat viitoarelor tokamaki de mare putere:
http://advprojects.pppl.gov/ROADMAPPING/presentations.asp
La acest simpozion, profesorul Glen Wurden (20 de ani de experiență în mașinile de fuziune și tokamaki) :
a prezentat o comunicare intitulată :
Adică:
Examinarea riscurilor și a consecințelor perturbațiilor în mari tokamaki
http://advprojects.pppl.gov/ROADMAPPING/presentations/MFE_POSTERS/WURDEN_Disruption_RiskPOSTER.pdf
Concluziile sale sunt identice cu ale mele.
Când această comunicare este sub formă de PowerPoint, autorul a inclus două videoclipuri. Primul a fost destinat să ilustreze ce se întâmpla în timpul exploziei unei încărcături de exploziv. Iată pagina 18 în cauză:
În timpul comunicării sale, el a făcut auzit zgomotul produs de un kilogram de exploziv de mare putere (așezat sub o tăndiță albastră, în imaginea din stânga)
Iată aceeași pagină, tradusă în franceză, săgeata indică imaginea în cauză.
****Pentru a viziona această primă videoclip
Într-o conversație telefonică de o oră și jumătate pe care am avut-o, i-am spus că doresc ca francezii să poată cunoaște aceste videoclipuri, iar el mi le-a trimis imediat.
Mai departe, pagina 25, Wurden prezintă un film, filmat la 2000 de imagini/secundă, care arată efectele unei avalanșe de electroni necontrolați asupra pereților tokamak-ului TFTR. În acest experiment, intensitatea curentului de plasmă este de 1,6 milioane de amperi. Perturbația generează o descărcare de electroni necontrolați de 700.000 de amperi. Mai jos, am adăugat direct pagina tradusă în franceză, încercuind în roșu imaginea corespunzătoare acestei a doua videoclipuri:
****Pentru a viziona această a doua videoclip.
Aceste imagini pot confunda poate unii cititori. De fapt, ceea ce arată filmul este o succesiune de imagini în negativ, partea întunecată fiind în realitate emisivă. Mai jos, am extras câteva imagini realizând o inversare alb-negru.
Se poate vedea ploaia de deșeuri rezultată din explozia unei plăci de acoperire cauzată de impactul unei avalanșe de electroni necontrolați, corespunzătoare 700.000 de amperi. Acest fenomen, necontrolabil, poate lovi orice parte a camerei, inclusiv partea pereților care va fi acoperită cu un centimetru de beriliu (foarte toxic și carcinogen). Rețineți că pentru ITER, coeficientul de amplificare prin efect de avalanșă (calculat), transformând electronii termici în electroni relativiști (care atunci au energii de la 10 la 30 MeV) este de 1016, față de 104 pentru JET și Tore Supra. Intensitățile perturbațiilor pe ITER au fost evaluate la 11 milioane de amperi.
În articolul care a provocat cele zece pagini de reacție ale CEA, prezentat la începutul paginii, este menționată o fotografie luată în mașina Tore-Supra. Tonul sugerează că totul este acum în ordine, sub control. Pentru informare, acest lucru a fost comentat într-un simpozion care s-a desfășurat în 2011. Confirmează extratul următor:
Între imagini 1 și 2 se poate vedea că trecut doar jumătate de milionime de secundă (din care cauză dificultatea de intervenție când se confrunți cu un fenomen atât de scurt). Impactul descărcării de electroni necontrolați, relativiști (numiți runaway de anglo-saxoni) este vizibil în cercul mic roșu din figura 1. Este foarte concentrat. Acest impact, aici asupra unor plăci din compus CFC de carbon, provoacă imediat desprinderea și ionizarea atomilor săi, care invadă camera. Din această cauză, imaginea 3 este complet saturată de lumină emisă. Figura 4 arată fragmentele de carbon ejectate. Încercați să vă imaginați asta cu ... beriliu.
O singură observație în trecere. Dacă ați citit lucrările mele sau ale mele despre tokamaki, veți vedea că câmpul magnetic care încearcă să controleze ionii și electronii are linii de forță în formă de spirale puțin înfășurate (linii albe cu săgeți, pe fundal de plasmă, roșu).
Fără această componentă „poloidală”, creată de curentul de plasmă, acest câmp nu s-ar înfășura. Linii de forță ar fi cercuri obișnuite (albastre).
Câmp magnetic „toroidal” (linii de câmp albastre, bobine roșii)
Dar deoarece bobinele sunt mai strânse aproape de axa mașinii, câmpul pe care îl creează în această zonă este mai intens. Or:
- Plasmele fug de zonele unde câmpul magnetic este intens.
Pe această bază s-a avut ideea de a le confina, deoarece câmpul era mai intens aproape de bobine, indiferent dacă acestea erau superconducătoare sau nu.
Două forțe se opun atunci. Forțele de presiune care există în plasmă, care cresc cu densitatea și temperatura, conform relației
p = n k T
unde p este presiunea, n este numărul de ioni pe unitatea de volum și T este temperatura absolută. k, este constanta lui Boltzmann, care are valoarea
k = 1,38 10-23
Se poate rezuma această poveste de confinare prin menționarea unei presiuni magnetice:
Într-o cameră toroidală, echipată cu bobine, câmpul este mai intens aproape de axă, acolo unde bobinele sunt mai strânse. Atunci presiunea magnetică, mai mare, tinde să expulzeze plasmă. Nu este bine ....
În 1951, americanul Lyman Spitzer (1914-1997), un pionier mondial în fizica plasmei, sugerează imediat să răsucească camera făcând-o să semene cu un bandă spiralată.
L. Spitzer, decedat în 1997
Astfel naște ideea de Stellarator.
Stellarator
Toți o găsesc teribil de complicată (deci scumpă). Cercetătorii preferă să se întoarcă spre o idee care vine din frig, și pe care rușii nu o vor dezvălui decât în 1958 : să facă să circule în tor un curent de plasmă, circular, creat prin inducție, care adăugând o componentă la câmpul magnetic, permite „rotirea plasmei” ca cu o „lingură electromagnetică”. Părea mai simplu decât acest coșmar numit Stellarator.
Dar este tocmai acest curent de plasmă (1,5 milioane de amperi în Tore Supra, 4,8 milioane în JET și 15 în ITER) care dă naștere perturbațiilor. Acest curent face toți tokamakii foncier instabili.
În ceea ce privește plasmele, instabilitățile apar când câmpul magnetic este creat de un curent care circulă în plasmă (este cazul Soarelui, care are și propriile sale instabilități MHD, care degeneră în analogul perfect al perturbațiilor, numite erupții solare.
Eruption solaire L 'image ci-dessus est assez parlante. Bien que nous n'ayons pas une compréhension précise de ce qui se passe exactement sous la surface du Soleil, laquelle est à 6000°C, il y a lieu de penser que son "sous-sol" est constitué de "nouilles", de tubes de courants, dotés d'une géométrie compliquée. Imaginez une sphère qu'on aurait bourrée de chambre à air de bicyclette, plus ou moins gonflées. La pression de l'air dans ces chambres, c'est la pression-plasma. La pression magnétique, c'est la contre-pression exercée par les tensions qui règnent dans le caoutchouc de ces chambres-tubes de courant.
D e temps en temps, la pression plasma qui règne dans une de ces "chambre à air" devient plus élevée que sa pression de confinement, magnétique. Alors celle-ci jaillit hors de la surface solaire, en formant une belle arche, visible ci-dessus. C'est de la MHD à 150 %. Ces arches s'épanouissent au delà de la surface du Soleil. Dans la partie sommitale, les lignes de champ magnétique sont moins serrées. Ce qui veut dire que le champ magnétique qui règne en haut de l'arche est moins élevé que celui qu'on trouvera en ses "pieds". Or on sait que les plasmas "fuient les régions où le champ magnétique est plus intense".
A insi les deux piliers de cette arche de plasma vont se comporter comme des accélérateurs de particules naturels , qui vont communiquer une forte vitesse ascendante aux ions et aux électrons, lesquels entreront en collision au sommet de l'arche. Cette vitesse acquise se transformera en vitesse d'agitation thermique, donc en pression. Cele-ci fera éclater le sommet de l'arche comme une hernie de chambre à air qui ne parvient plus à contenir la pression de l'air. .
L 'arche se transformera alors en deux jets de plasma, crachant des ions et des électrons formant un milieu porté à une température allant de 3 à 10 millions de degrés. Ainsi s'explique la forte température de la couronne solaire, ainsi que la violente des tempêtes qui frappent la haute atmosphère terrestre, près des pôles magnétiques de la Terre, quand le Soleil fait une grosse colère.
En bas, à gauche, ce qui subsiste d'une arche-éruption solaire : un jet de haute énergie C hez nous, les aurores boréales sont les effets physiques, dans la haute atmosphère des disruptions qui se produisent dans le Soleil, péridiquement, obéissant à des "lois-ingénieurs" (ce qui est une autre façon de dire qu'on ne sait pas comment ça marche)
Dans le Stellarator, pas de courant plasma, donc pas de disruptions ! L'idée reprend du poil de la bête. Le Japonais en ont construit un. Le Allemands finissent le leur (le Wendelstein 7X de Greiswald, à l'Institut Max Planck).
Regardez ses bobines, elles sont ... gauches :
50 bobines supraconductrices pour le Stellarator allemand.
Depuis que l'électricité a été inventée, on sait que quand on fait passer un courant dans une spire, elle est le siège de forces qui tendent à la faire éclater. Vous avez tous vu ça au lycée.
Dans les années soixante, dans mon labo, on fabriquait des bobines dans lesquelles passaient 54.000 ampères. Il fallait sacrément les brider, sinon on les retrouvait ... dans les murs ! (rappelez-vous qu'avant d'être théoricien, j'ai été expérimentateur. A ceux qui objecteraient que cette expérience est bien lointaine, je rappellerai que ma dernière communication, dans un grand colloque international de MHD, à Jeju, en Corée, date de septembre 2010. Un travail fait ... dans un garage).
Les bobines de la machine Tore Supra sont de simples cercles, donc les problèmes de résistance des matériaux sont ipso facto minimisés.
La chambre de Tore Supra, de section circulaire
Les bobines du JET on la forme de la lettre " D ". Mais elles se situent dans un plan. Ceci étant, il faut quand même bien les brider, car les forces qui sont liées à un champ de 5,38 teslas sont considérables.
Les bobines du Stellarator allemand, gauches, posent des problèmes de tenue mécanique. Donc celles-ci ne produiront que 3 teslas seulement (ce qui donnera une pression magnétique, de confinement, 3 fois plus faible que dans le JET). Dans une chambre toroïdale, pour confiner le plasma, il faut viser un rapport pression magnétique sur pression plasma de l'ordre de 10. Si on perd un facteur 3, on sera du même coup limités en pression plasma, donc en densité et en température. Le volume de la champ du Stellarator allemand reste modeste : 30 mètres cubes , contre 100 mètres cubes pour le JET et 850 pour ITER.
La documentation disponible sur ce Stellarator allemand :
Diamètre : 16 m Hauteur : 5 m Diamètre moyen du cordon de plasma : 5,5 m Champ : 3 teslas Temps de fonctionnement : jusqu'à 30 minutes Systèmes de chauffage : micro-ondes, injection de neutres, Radio-fréquences Nombre d'ouvertures pour des mesures : 250 Volume du plasma : 30 mètres cubes Contenu : de 0,005 à 0,03 gr L'absence de courant plasma prémunit le Stellarator des disruptions.
Plus gauche, tu meurs....
Une section de la chambre du Stellerator Wendelstein 7X allemand Dispositif destiné à contenir les forces d'éclatement des bobines supreconductrices Bonjour la complexité technologique !
Le tokamak est-il sauvable, en tant que machine pouvant un jour permettre à l'homme d'exploiter l'énergie de fusion ? Certains en doutent. Beaucoup, même, à dire vrai. Le doute s'installe, fait tache d'huile. Ces fichues disruptions pourrissent la vie des chercheurs depuis des .. décennies ! Regardez la dernière planche de l'exposé de Wurden :
La traduction française est fiable. Tout est résumé dans cette page. On y trouve la crainte que l'échec des gros tokamaks (donc d'ITER) n'apporte un discrédit sur la recherche d'énergie par fusion. Et puis, à la dernière ligne on voit que Wurden, qui collabore avec les Allemands en tant que conseiller, garde un oeil sur le Stellerator.
Est-ce la solution ? Bien malin qui pourrait le dire. Dans un "Stellarator géant", où on pourrait créer la fusion, rechercher des conditions de burning plasma, sans disruptions, il subsisterait le problème, non résolu, de la résistance de la première paroi au flux de neutrons à 14 MeV. Problème qu'il aurait fallu de longue date attaquer avec une installation IFMIF, restée... dans les cartons.
une page sur la fusion aneutronique**
la page consacrée à la fusion nucléaire
I did not discuss the projected Russian Z-pinch with Valentin Smirnov. However, provided the equipartition time is much greater than the Alfven transit time the ion viscosity and ion temperature are dominant. This does not give maximum radiation of course but will give the highest ion temperatures. So at 26MA and the same line density I would expect that the ion temperature would be 1.7 times the previous value that we obtained of 200-300keV.
H aines me dit qu'il n'a pas discuté avec Valentin Smirnov, directeur du département de fusion à l'Institut Kutchatov de Moscou au sujet du projet russe. Il me confirme ce qu'il m'avait dit à Biarritz, à savoir qu'avec leur 26 millions d'ampères, les Américains devraient avoir atteint 500 keV, soit cinq milliards de degrés.
D ans cette logique les Russes, qui construisent (communication personnelle de Smirnov) un engin développant 50 millions d'ampères, en 150 nanosecondes, avec un "liner sphérique" (inventé par le Russe Zakharov) et une source primaire d'énergie sous la forme d'un explosif solide, devraient logiquement atteindre les 18 milliards de degrés.
O n trouve dans Wikipedia . Le papier mentionne que l'énergie produite peut alors faire l'objet d'une conversion directe , par induction, comme je l'avais signalé dès 2006 (j'aimerais bien jeter un coup d'oeil au papier de Miley, de 1993, sur ce sujet, cité dans la page).
D ans on trouve une planche qui donne en particulier le rapport de la puissance produite par des réactions de fusion, comparée à la perte par rayonnement (bremsstrahlung). Ce rapport est très avantageux pour la détaction deutérium-tritium. Le tableau indique la température minimale à atteindre : 300 keV pour le Bore-Hydrogène, très largement dépassée dans les Z-pinches. Mais un rapport Puissance fusion/Puissance perdue par rayonnement, inférieur à l'unité (0,57) semble a priori condamner cette filière.
M ais ces résultats de calculs correspondent à une égalité des températures ioniques et électroniques. Dans une Z-machine la température ionique est plus de deux cent fois supérieure à la température électronique. La perte par Bremsstrahlung croît comme la racine carrée de la température électronique (comme la vitesse de l'électron). On doit alors multiplier 0,57 par racine de 227, soit un facteur 15. Le facteur puissance produite par fusion sur pertes remonterait alors à 8,58.
P ourquoi un tel état "d'hors équilibre inverse" ? Parce que lors de l'implosion des fils, les ions et les électrons acquièrent des vitesses identiques ( 600 km/s ). Ces énergies cinétiques sont transformées en énergie d'agitation thermique . Ces thermalisations sont très rapides (moins d'une nanoseconde pour le gaz d'ions, un peu plus pour les électrons). Mais le temps caractéristique d'équipartition des énergies, de convergence vers l'équilibre thermodynamique est beaucoup plus long (voir le papier de Haines de 2006).
Simple remarque : Il serait bien que ces précisions soient apportées dans cette page de Wikipedia. Quelqu'un devra le faire à ma place. En effet je ne puis le faire, ayant été banni à vie par un groupe de quelques administrateurs anonymes, en 2005. Motif : avoir révélé l'identité d'un certain Yacine Jolivet, physicien théoricien, doctorant à Normale Sup, qui disait bêtise sur bêtise. Je lui avais proposé une explication mano à mano, dans son labo. Mais, ce faisant, je lui avais arraché son masque, ce qui, dans le fonctionnement de Wikipedia, constitue un crime imprescriptible. Depuis, son doctorat sur les supercordes en poche, Dolivet est parti travailler dans une banque. J'espère que dans cette banque il travaille sous son vrai nom.
I l y aurait donc une filière possible, qui mériterait d'être étudiée. Et puisque la "Cité de l'Energie", implantée à Cadarache, dans le polygone contenant ITER semble se présenter comme ouverte à toutes les solutions possibles (voir plus loin), pourquoi ne pas y construire une Z-machine ? (coût : le centième d'ITER). Je pourrais trouver des senior researchers capables de monter un tel projet, en piochant dans la communauté des gens des plasmas chauds, chez ceux qui n'ont pas adhéré aveuglément à une Chimère nommée ITER.
I did not discuss the projected Russian Z-pinch with Valentin Smirnov. However, provided the equipartition time is much greater than the Alfven transit time the ion viscosity and ion temperature are dominant. This does not give maximum radiation of course but will give the highest ion temperatures. So at 26MA and the same line density I would expect that the ion temperature would be 1.7 times the previous value that we obtained of 200-300keV.
H aines me dit qu'il n'a pas discuté avec Valentin Smirnov, directeur du département de fusion à l'Institut Kutchatov de Moscou au sujet du projet russe. Il me confirme ce qu'il m'avait dit à Biarritz, à savoir qu'avec leur 26 millions d'ampères, les Américains devraient avoir atteint 500 keV, soit cinq milliards de degrés.
D ans cette logique les Russes, qui construisent (communication personnelle de Smirnov) un engin développant 50 millions d'ampères, en 150 nanosecondes, avec un "liner sphérique" (inventé par le Russe Zakharov) et une source primaire d'énergie sous la forme d'un explosif solide, devraient logiquement atteindre les 18 milliards de degrés.
O n trouve dans Wikipedia . Le papier mentionne que l'énergie produite peut alors faire l'objet d'une conversion directe , par induction, comme je l'avais signalé dès 2006 (j'aimerais bien jeter un coup d'oeil au papier de Miley, de 1993, sur ce sujet, cité dans la page).
D ans on trouve une planche qui donne en particulier le rapport de la puissance produite par des réactions de fusion, comparée à la perte par rayonnement (bremsstrahlung). Ce rapport est très avantageux pour la détaction deutérium-tritium. Le tableau indique la température minimale à atteindre : 300 keV pour le Bore-Hydrogène, très largement dépassée dans les Z-pinches. Mais un rapport Puissance fusion/Puissance perdue par rayonnement, inférieur à l'unité (0,57) semble a priori condamner cette filière.
M ais ces résultats de calculs correspondent à une égalité des températures ioniques et électroniques. Dans une Z-machine la température ionique est plus de deux cent fois supérieure à la température électronique. La perte par Bremsstrahlung croît comme la racine carrée de la température électronique (comme la vitesse de l'électron). On doit alors multiplier 0,57 par racine de 227, soit un facteur 15. Le facteur puissance produite par fusion sur pertes remonterait alors à 8,58.
P ourquoi un tel état "d'hors équilibre inverse" ? Parce que lors de l'implosion des fils, les ions et les électrons acquièrent des vitesses identiques ( 600 km/s ). Ces énergies cinétiques sont transformées en énergie d'agitation thermique . Ces thermalisations sont très rapides (moins d'une nanoseconde pour le gaz d'ions, un peu plus pour les électrons). Mais le temps caractéristique d'équipartition des énergies, de convergence vers l'équilibre thermodynamique est beaucoup plus long (voir le papier de Haines de 2006).
Simple remarque : Il serait bien que ces précisions soient apportées dans cette page de Wikipedia. Quelqu'un devra le faire à ma place. En effet je ne puis le faire, ayant été banni à vie par un groupe de quelques administrateurs anonymes, en 2005. Motif : avoir révélé l'identité d'un certain Yacine Jolivet, physicien théoricien, doctorant à Normale Sup, qui disait bêtise sur bêtise. Je lui avais proposé une explication mano à mano, dans son labo. Mais, ce faisant, je lui avais arraché son masque, ce qui, dans le fonctionnement de Wikipedia, constitue un crime imprescriptible. Depuis, son doctorat sur les supercordes en poche, Dolivet est parti travailler dans une banque. J'espère que dans cette banque il travaille sous son vrai nom.
I l y aurait donc une filière possible, qui mériterait d'être étudiée. Et puisque la "Cité de l'Energie", implantée à Cadarache, dans le polygone contenant ITER semble se présenter comme ouverte à toutes les solutions possibles (voir plus loin), pourquoi ne pas y construire une Z-machine ? (coût : le centième d'ITER). Je pourrais trouver des senior researchers capables de monter un tel projet, en piochant dans la communauté des gens des plasmas chauds, chez ceux qui n'ont pas adhéré aveuglément à une Chimère nommée ITER.
Dans la presse scientifique, des articles paraissent. On a déjà vu apparaître, le 24 octobre, dans le site du CEA, un page intitulée " zoom sur les disruptions ". Avec cette photo, prise dans la machine Tore Supra :
L'auteur de l'article oublie de dire :
-
Que ce gaz rare, subissant la violente réaction d'une surface résonante" du plasma, s'ionise, ce qui lui interdit de pénétrer plus avant Il ne faut pas être sorti de Grandes Ecoles pour le voir.
-
Que ces manips sont effectuées sur un plasma sain, et non sur une disruption qui se serait spontanément développée.
-
Comme une fuite crée automatiquement une disruption, l'injection de gaz la crée, puis est censée atténuer ses effets.
Des travaux que le CEA qualifie " d'encourageants" (voir le texte de la réponse faite à mes écrits).
De temps en temps des lecteurs me sollicitent, en désignant quelque "nouvel" apport. Il y a quelques mois les Coréens s'efforçaient de maîtriser les "instabilités de bord" en contrariant les fluctuations locales du champ magnétique à l'aide de bobines. Au résultat : une idée qui n'est d'ailleurs pas neuve et ne donne pas grand chose.
Plus récemment c'est la revue Nature qui explique comment agir sur le plasma d'un tokamak en agissant dans le "phase space", dans l'espace à six dimensions (position plus vitesse).
Impressionnant. Mais, pour qui sait lire, rien de bien intéressant. La publication d'un travail de thèse, sans plus. Grâce à cette méthode on arrive à modifier la fréquence des "instabilités en dents de scie". Mais on ne les fait pas disparaître.
Je vais donner la reproduction de la lettre recommandée que j'ai adressée à Bernard Bigot, administrateur Général du CEA. Il faut bien s'adresser à lui, puisque les auteurs du texte où on dénonce ma malhonnêteté intellectuelle préfèrent rester à couvert. Je demande donc à Monsieur Bigot d'exercer un légitime droit de réponse en publiant ce courrier dans le site du CEA, à la suite des dix pages où de courageux anonymes concluent que "je me discrédite ipso facto du débat scientifique et sociétal".
Jean-Pierre Petit Ex-director de cercetare la CNRS Pertuis, 17 ianuarie 2012 Dlui Bernard Bigot Administrator General al CEA CEA, Saclay 91191 Gif sur Yvette Recomandat cu AR.
Domnule Administrator General, În urma publicării, pe data de 17 noiembrie 2011, pe site-ul CEA, a unui document intitulat, citând:
Răspuns la articolul „ITER, Crónica unei falimente anunțate”, de domnul Jean-Pierre Petit, publicat pe data de 12 noiembrie 2011 în revista Nexus, pregătit de Comisia pentru Energie Atomică și Energii Alternative".
A fost încercat, fără succes, contactul cu serviciul de comunicare al CEA, pentru a afla autorul acestui text. A fost răspuns în esență „că acesta nu provine de la un singur autor, ci de la un grup, dintre care niciun membru nu dorea să-și dezvăluie numele, nici să discute cu mine”.
În acest text apar fraze precum:
Suntem afectați de ușurința cu care informațiile științifice publicate în reviste de prestigiu internațional, autoriile lor, dar și cititorii articolului însuși, sunt manipulate în scopuri străine cercetării și progresului cunoașterii.
Prin un astfel de comportament intelectual nedrept, domnul J.P. Petit se dezavantajează el însuși ipso facto din dezbatere, fie ea științifică sau socială.
De când exercit profesia de cercetător, pe care o continuu de peste patruzeci de ani, în ciuda pensionării, așa cum dovedesc ultimele mele comunicări științifice și publicații în reviste științifice specializate, cu comisie de evaluare, din 2008, 2009, 2010, pentru lucrări care nu sunt ale unui amator, niciodată nu fusem acuzat, într-un mod atât de ofensiv, de lipsă de integritate științifică.
Așadar, am dorit să aflu autorul acestor afirmații, pentru a discuta cu el, sub ochii unei camere video manipulate de un jurnalist, astfel încât această dezbatere, fără tăieturi și comentarii, cu un timp de vorbire echilibrat, să fie pusă la cunoștință a tuturor, indiferent dacă sunt publicul, colegi științifici sau decidenți politici, care ar fi putut avea acces la acest document prin publicarea imediată pe Internet și, pe această bază, să-și formeze propria opinie.
Când se formulează acuzații ad hominem atât de grave, autorul (sau autori, dacă se spune că este vorba de un grup provenit din CEA) nu poate refugia în anonimat prudent. Lucrurile trebuie clarificate public, în conformitate cu cel mai elementar sens al justiției și cu funcționarea sănătoasă a unei democrații, care nu poate fi satisfăcută doar de argumente de autoritate. O astfel de evitare nu este doar sinonimă cu arroganță. Poate, de asemenea, să trădeze lipsa de încredere în sine și lipsa de competență a persoanelor implicate.
Se întâmplă că articolul despre care autori anonimi au dezvoltat o critică bilingvă pe zece pagini este doar o versiune foarte scurtă a unui articol de 115 pagini publicat pe site-ul meu, unde au fost reproduce 880 de linii extrase din teza lui Cédric Reux, adică un treime din teză, reprezentând cele mai semnificative părți ale acesteia.
Vreau să precizez că înainte de a publica acest articol, am încercat fără succes să intru în contact cu domnul Reux, prin e-mail, în timp ce îi felicitam pentru calitatea lucrării sale.
Această teză semnaliza periculozitatea fenomenului de disruptii în tokamakurile de mare putere viitoare, precum ITER. Articolul meu de 115 pagini conținea, de asemenea, extrase dintr-o altă teză, cea a britanicului Andrew Thornton, susținută în ianuarie 2011, care ajungea la concluzii identice în toate privințele.
În mod ilustrativ, mai jos sunt două extrase din teza lui Cédric Reux:
Pagina V:
„Disruptiile plasmei tokamak sunt fenomene care duc la pierderea completă a confinării plasmei în câteva milisecunde. Acestea pot provoca daune considerabile asupra structurilor mașinii, prin depuneri termice localizate, forțe Laplace în structuri și prin generarea de electroni de înaltă energie, numiți „deconectați”, care pot perfora elementele interne. Evitarea lor nu este întotdeauna posibilă, deci este necesar să se reducă consecințele lor, mai ales pentru tokamakurile viitoare, ale căror densități de putere vor fi cu unul sau două ordine de mărime mai mari decât în mașinile actuale.”
și pagina 165:
„Pentru a opera tokamakurile viitoare în condiții optime de fiabilitate, siguranță, securitate și performanță, devine din ce în ce mai necesară controlarea disruptiilor plasmei. Aceste fenomene violente, corespunzând unei pierderi a confinării plasmei, sunt cauza a trei tipuri de efecte negative. Efectele electromagnetice, incluzând curentii induși, curentii de halo și forțele Laplace rezultante, pot deteriora încapsularea vidului tokamakului și pot elibera elemente structurale. Efectele termice provocate de pierderea energiei conținute în plasmă sunt susceptibile să provoace daune ireversibile asupra elementelor peretelui în contact cu plasmă. În final, fascicule de electroni relativiți accelerati în timpul disruptiei pot perfora încapsularea vidului.”
și un extras din teza lui Andrew Thornton, pagina 14:
„Consecințele disruptiilor în următoarea generație de tokamakuri sunt severe, consecințele unei disruptii într-un tokamak pentru centrale electrice ar fi catastrofale.” După ce am citit acest document de 115 pagini, deputata europeană Michèle Rivasi mi-a cerut să extrag o versiune mai concisă, adresată celor 124 de membri ai Comisiei Tehnice de Informare pentru Cercetare și Energie din Parlamentul European, ceea ce am făcut.
Afișat despre circulația acestui text în cadrul acestei comisii, domnul Cédric Reux i-a trimis o scrisoare în care protesta vehement împotriva ceea ce considera un folosire malicioasă a scrierilor și concluziilor sale, la scopuri partizane, prin producerea de extrase tăiate intenționat.
În treacăt, voi menționa că sunt „anonimii CEA” care au folosit această tehnică în textul lor, mereu disponibil pe site-ul lor, prin menționarea unui supus extrase din articolul Nexus, citând:
p.91:
Toate tokamakurile lumii, inclusiv Tore Supra și JET, au devenit brusc imposibil de gestionat din cauza unor cauze extrem de variate.
Această citare a fost deliberat tăiată pentru a ascunde faptul că ITER va deveni inevitabil într-o zi șantierul unei disruptii majore, prin deplasarea prafului de pe perete sau intrarea gazului ca urmare a unei defecțiuni de etanșeitate. Mai jos este textul complet, neîntăiat:
p. 91:
Toate tokamakurile lumii, inclusiv Tore Supra și JET, au devenit de mai multe ori total imposibil de gestionat, din cauza unor cauze extrem de variate, de la deplasarea prafului de pe perete până la intrarea gazului rece ca urmare a unei defecțiuni de etanșeitate a încapsulării. Toate mașinile prezent și viitoare au cunoscut și vor cunoaște fenomenul de „disrupție”.
Am subliniat pasajul omis, care modifică complet sensul propoziției.
Să revenim la domnul Cédric Reux. În același timp cu protestul său vehement adresat doamnei Rivasi, a solicitat să fie primit de ea. Aceasta a acceptat și a fixat data întâlnirii la data propusă de el, 16 noiembrie 2011, condiționat de prezența mea și de faptul că întâlnirea ar fi filmată de un jurnalist, fără ca acesta să pună întrebări sau să îndrume dezbaterea. Filmul ar fi fost apoi pus pe Internet, fără tăieturi sau editare, pe site-ul meu „Enquête et Débat”.
Presupun că în aceeași perioadă un grup din CEA a pregătit textul publicat pe site-ul lor pe data de 17 noiembrie 2011, pe baza unui document restrâns, fără să fi luat cunoștință clară de textul integral, din care ar fi fost dificil să se vorbească despre manipulare prin producerea de extrase tăiate, având în vedere abundența și continuitatea materialelor prezentate.
Apoi ați scris o scrisoare doamnei Rivasi, specificând că nu dorești ca domnul Reux să mă întâlnească singur, iar apoi ați propus ca acesta să vină însoțit de dumneavoastră și de domnul Alain Bécoulet, pe care l-ați prezentat ca un specialist al ITER.
Doamna Rivasi a acceptat și a fixat locul întâlnirii într-o sală pusă la dispoziție parlamentarilor de către Asamblea Națională, pe bulevardul Saint Germain.
Doamna Rivasi, jurnalistul și eu am așteptat fără succes venirea dumneavoastră în acea seară de 16 noiembrie, unde ați declarat de facto renunțarea la întâlnire, fără a avea curtoazia de a face cel puțin un apel. În schimb, a doua zi a apărut acest text lung de zece pagini pe site-ul CEA, fără semnături.
Ce trebuie concluzionat?
Că proiectul ITER este lipsit de claritate, că gestionarea sa la nivel francez, și chiar internațional, pare destul de confuză. Dacă autori anonimi ai documentului publicat pe site-ul CEA pe data de 17 noiembrie 2011 ar fi cunoscut articolul complet, ar fi găsit imediat refutările tuturor argumentelor lor, sub forma unor extrase lungi din tezele lui Reux și Thornton (care se aflau în documentul de 115 pagini disponibil pe site-ul meu).
De exemplu, în contradicție cu încrederea pe care aceștia o au în simulările numerice, voi cita acest pasaj din teza domnului Reux (pe care poate că nu l-au citit):
pagina 20:
„Știind că o plasmă de tokamak este compusă în medie din 10^20 până la 10^22 particule, fiecare putând interacționa cu toate celelalte, pare dificil să se poată rezolva un astfel de sistem, chiar și luând în considerare creșterea capacității de calcul a supercalculatoarelor.”
În legătură cu deformațiile elementelor interne, vedeți teza lui Reux, pagina 59, citând:
„Este deci necesar să se dezvolte o metodă care să reducă aceste forțe verticale care pot duce la deformații nepermise ale încapsulării vidului.”
etc., etc.
Autorii anonimi îmi reproșează ignoranța față de numeroasele articole și comunicări legate de tokamakuri. Le voi răspunde cu același compliment, menționând o comunicare recentă a lui G.A. Wurden, intitulată:
Dealing with the Risks and Consequence of Disruptions in Large Tokamaks „Examinarea riscurilor și consecințelor disruptiilor în tokamakuri mari” la conferința desfășurată pe data de 16-17 septembrie 2011 la Princeton, SUA, ale cărei teme erau „Harta de drum care poate duce la producerea de energie prin fuziune magnetică, în era ITER”.
Pe planșa 4 se vede că poziția sa este identică cu a lui Reux, a lui Thornton și a atâtor alților:
4). We can’t yet simulate it even on the world’s biggest, fastest computers.
Cineva care ar compara conținutul prezentării sale cu cel al rezumării pe care i-am oferit-o doamnei Rivasi nu poate decât să constate că concluziile sunt identice în toate privințele. Cu excepția faptului că domnul G.A. Wurden ar trebui, de asemenea, taxat de lipsă de integritate științifică sau, cum a sugerat domnul Philippe Ghendrih, director de cercetare la Institutul de Cercetare în Fuziune Magnetică, ar avea nevoie și el de asistență psihiatrică.
Există un ultim punct pe care doresc să-l subliniez. În textul din 17 noiembrie, anonimii au scris:
Este cu adevărat o cunoaștere defectuoasă a autorităților de siguranță nucleară ale celor 7 parteneri ai ITER (Japonia, Coreea de Sud, India, China, Statele Unite, Federația Rusă, Uniunea Europeană) și a Franței să crezi că acestea ar fi putut să nu facă referire la aceste disruptii dacă ar fi fost la fel de periculoase cum le imaginează domnul Petit. Fraza malicioasă vizează lăsarea impresiei că disruptiile au fost ascunse diferitelor instanțe de evaluare. Desigur, nu este adevărat. Disruptiile sunt larg discutate în literatura științifică, în special mai mult de 35 de pagini fiind consacrate lor în „ITER Physics Basis”, publicat în revista Nuclear Fusion în 2007 (completând raportul inițial din 1999).
Îi provoc pe oricine să găsească în Franța un politician, un decident, un jurnalist științific care, anterior publicării articolelor mele, a auzit vorbind despre cuvântul „disrupție” sau l-a citit undeva înainte ca articolul meu despre acest subiect să apară. Documentele științifice la care se referă acești anonimi rămân în prezent inaccesibile, cu excepția specialiștilor aflați în laboratoare.
Abia pe data de 24 octombrie 2011 a apărut pe site-ul CEA o nouă pagină „Zoom pe disruptii”, document evident realizat în grabă. Bazându-se pe teza lui Cédric Reux, autorul, tot anonim, uită intenționat să menționeze că aceste experimente au fost efectuate nu pe o disruptie care se declanșează de la sine, ci pe o plasmă sănătoasă. Conform acestui extras din teza lui Reux, pagina 168:
„Din punctul de vedere experimental, injectiile au fost realizate doar pe plasme sănătoase și practic nu au fost testate pe plasme deja predisruptive.”
Ceea ce echivalează cu testarea eficienței unei lănci pe un „nu-incendiu”.
Prin simplul privire la fotografia prezentată, autorul textului știe dacă aceasta reflectă imposibilitatea ca gazul rece injectat să treacă bariera imediat ridicată de o „suprafață rezonantă”, prin ionizarea acestuia? Este vorba despre un fapt care totuși sare în ochi, tăcut, sau doar despre lipsa de competență a autorului acestor rânduri?
Revin la textul din 17 noiembrie 2011. Ideea promovată de anonimii noștri, de a baza o experiență problematizată și potențial periculoasă pe „legi ale inginerului” (alias „rețete de bucătărie”), negarea precondiției cunoașterii aspectelor fundamentale pentru lansarea unui proiect atât de costisitor și riscant, are ceva de neînțeles, de neresponsabil și, să spunem, de patetic.
Ascunderea problemelor continuă. Un exemplu este prezentarea proiectului ITER făcută pe data de 17 noiembrie 2011 în Adunarea Națională de către domnul Paul Garin, de la ITER France, care omite această problemă majoră, cunoscută de toți specialiștii de mai multe decenii. Dar o cunoaște el? Putem să ne îndoim ascultându-l dezvoltând un discurs, produs în absența oricărui contradicționar, care are mai multe trăsături de propagandă decât de vorbire științifică.
Adevărul este că succesul strălucit al JET, cu o secundă de energie de fuziune produsă, precum și succesul experimentului Tore-Supra, ca menținerea unei plasme ne-termo-nucleare timp de șase minute, cu ajutorul dispozitivelor supraconductoare și unui sistem de întreținere a curentului plasmatic, au creat o entuziasmare total prematură pentru această formulă, ale cărei probleme fundamentale erau perfect cunoscute de mult timp.
Mă refer la concluziile comunicării lui G.A. Wurden, deja menționate mai sus, consacrate lui ITER. Repet că în concluzie el insistă asupra faptului că plasmă tokamak nu este controlată la 100% și că ar trebui întreprinsă o campanie intensivă de teste pe mașinile existente sau în curs de finalizare rapidă înainte de ITER.
Comunicarea sa, planșa 28:
- We must demonstrate control of high energy tokamak plasmas before ITER
Comunicarea sa, pagina 32:
- Where is the best to study tokamak disruptions … not ITER!
În plus, toate metodele care vizează asigurarea unui control activ al plasmei (Coreea, Anglia) se află doar la stadiul de proiecte și, deși prezentate în presă ca avansuri, nu sunt deloc operaționale în prezent.
Deși este logic să vrei să continui cercetările de bază, era irezonabil să transformi un proiect de această natură în preludiu al realizărilor industriale care se întind până la sfârșitul secolului.
Dar, urmând visele politicienilor, designerii s-au apucat totuși de lucru. Planurile pentru ITER au fost elaborate acum mai mult de zece ani, cu mari cheltuieli, în totalitate, bazându-se, de exemplu, pe soluții tehnologice (o primă perete bazat pe carbon) care au trebuit abandonate în cursul proiectului și înlocuite cu ale mult mai periculoase (beriliul, toxic și cancerigen).
Mașina a fost complet desenată, deși nu dispuneam de date valabile despre rezistența materialelor la uzură, efectul șocurilor termice și rezistența la iradierea cu neutroni de fuziune (14 MeV), de șapte ori mai energice decât cele generate de fisiune. Toate acestea în ciuda avertizărilor emise de doi laureați ai Premiului Nobel francezi, Pierre-Gilles de Gennes și Georges Charpak, precum și de laureatul japonez Masaroshi Koshiba, care nu s-a împiedicat să declare deja în 2004:
- Acest proiect nu mai este în mâinile științificilor, ci în mâinile politicienilor și a oamenilor de afaceri.
Problemele legate de disruptii, care evident nu sunt pe cale de a fi controlate, au fost subestimate, fie deliberat, fie din ușurință, fie pur și simplu din incompetență. Niciun industrial nu ar începe o afacere la această scară și cu această ambiție citind această frază extrasă din comentariul CEA din 17 noiembrie 2011, referitoare la efortul de a le controla:
- Rezultatele actuale sunt încurajatoare și se poate considera rezonabil că una sau chiar mai multe dintre aceste metode inovatoare, peste cele disponibile, vor fi gata în 2019-2020 pentru primul plasma de hidrogen, și cu atât mai mult în 2026 cu primul plasma de deuteriu.
Nu voi susține aici afirmații la fel de ofensivo ca cele adresate mie de domnul Philippe Ghendrih, director de cercetare la IRFM, sau cele care rămân mereu în comentariile publicate de CEA pe site-ul său pe data de 17 noiembrie 2011. Bazându-mă pe conținutul comunicării lui G.A. Wurden, ale cărei recomandări sunt identice cu ale mele, voi concluziona doar, cu mai multă modestie, printr-o singură frază: Proiectul ITER nu este rezonabil.
Vă rog să primiți, domnule Administrator General, expresia celor mai sincere salutări și să faceți publicarea acestui text, precum și a traducerii sale în limba engleză, pe site-ul CEA, după textul ofensiv publicat de dumneavoastră pe data de 17 noiembrie 2011, ca un drept legitim de răspuns.
Jean-Pierre Petit
28 iunie 2012:
Fără răspuns din partea lui Bernard Bigot la scrisoarea mea, trimisă cu confirmare de primire. ---
Noutăți Ghid (Index) Pagina principală