La Z-Machine dépasse les deux milliards de degrés ! - Page 3 - Forum Commentez les actus, dossiers et définitions

tokamac · 28/03/2006, 16h42

Citation:

Posté par Bob Trebor

Bonjour

A t-on une idée de ce que ca donne comme rendement, une Z-machine ?

Ça dépend de quel rendement on parle, mais dans la Z-machine, 10 à 15 % de l'énergie injectée au départ est convertie sous forme d'émission de rayons X.

Ça paraît moyennement bon, mais en fait on parle d'énergie convertie entre 2 et 3 mégajoules au final, et 100 à 350 terawatts (3500 milliards de watts !) en puissance de sortie...
Et c'est apparemment la seule machine qui permette une compression bien symétrique de la cible (axisymétrique), contrairement aux diverses expériences de fusion inertielle par lasers sur cible sphérique : JANUS, CYCLOPS, ARGUS, SHIVA et NOVA montées par les Américains au Lawrence Livermore National Laboratory dans les années 70, et remontées actuellement par les Français dans le cadre du projet LMJ (Laser MégaJoule) du Barp, à Toulouse.

tokamac · 28/03/2006, 16h43

En fait, avec la Z-machine, on cherche soit à fusionner une cible par insolation aux rayonnements X (en se passant ainsi de la source habituelle mais trop violente de l'ignition d'une bombe A), soit à utiliser directement l'effet de striction radiale pour compresser et chauffer une cible. On s'en sert aussi pour générer de très forts champs magnétiques nécessaires à des tests de canons (armes à énergie dirigée ou obus propulsés à plusieurs dizaines de km/s) ou encore éventuellement pour pouvoir tester la controversée théorie de Heim qui permettrait selon l'auteur le voyage hyperspatial.

Pour info, le Sandia Lab est déjà en train de concevoir le successeur de la Z-machine, nom de code X-1 (en sortie : énergie de 16 à 20 MJ, puissance de plus de 1000 TW, et température supérieure à 3 milliards de degrés...). Il devrait être opérationnel en 2007, pour un coût de construction annoncé de 400 millions de dollars (333 millions d'euros). Sandia prévoit une fusion à haut rendement avec X-1 pour 2010.
Pour rappel, ITER doit démarrer entre 2015 et 2020 après sa construction dont le coût total est estimé à 4570 millions d'euros.

Bob Trebor · 28/03/2006, 17h45

Salut

Merci pout toutes ces infos

Citation:

Posté par tokamac

Pour rappel, ITER doit démarrer entre 2015 et 2020 après sa construction dont le coût total est estimé à 4570 millions d'euros.

Ouf, ça fait cher

Mais est-il trop tard pour la France pour revenir sur ses engagements "Iteriens" et développer le concept z-machine, si celui-ci en vaut la peine évidemment ?

**JPL** · 28/03/2006, 17h53

Citation:

Posté par Bob Trebor

Mais est-il trop tard pour la France pour revenir sur ses engagements "Iteriens" et développer le concept z-machine, si celui-ci en vaut la peine évidemment ?

Mais la Z machine ne fonctionne pas en régime continu, ou je n'ai rien compris ! Donc rien à voir.

Septentrion · 28/03/2006, 18h18

La Z-machine est une piste à surveiller parmi d'autres, mais je ne crois pas qu'il y ait lieu de remettre en cause ITER pour l'instant : ce n'est pas la première fois qu'une expérience fournit des résultats prometteurs sans lendemains, alors que le fusion en confinement magnétique (tokamak du type ITER) a régulièrement progressé.
Depuis 50 ans, on a essayé de nombreux principes, sur lesquels il y a toujours des recherches : fusion inertielle électrostatique, toutes sortes de configuration en confinement magnétique (stellarator, spheromak), fusion inertielle par laser ou faisceaux d'ions, et même des processus un peu exotiques comme la catalyse par muons, etc.
Au début, il y a des progrès rapides, et à un moment donné, les équipes de recherche butent sur des problèmes et les résultats stagnent pendant 20 ans.

A 2 milliards de degrés, il y aura des pertes très importantes de la puissance de fusion sous la forme de rayonnement de freinage, peut-être 20%, 30%, et sachant que dans un dispositif de production d'énergie, il faut prélever une partie de l'énergie de fusion pour faire fonctionner le dispositif, il n'est absolument pas évident qu'on puisse arriver à un break-even.
Ensuite se poserait le problème d'un fonctionnement en mode pulsé : fabrication et mise en place d'une cible à une cadence de 10 Hz ou plus, ce qui pose des problèmes d'ingénierie assez redoutables.

Bien malin qui pourrait dire maintenant quel est le bon chemin de développement, entre la fusion en confinement inertiel, et la fusion en confinement magnétique (au passage, je trouve JPP bien catégorique dans ses prises de position).

tokamac · 28/03/2006, 19h48

Je suis d'accord qu'il ne faut pas remettre en cause ITER pour le moment, en fait je comparais les coûts plutôt pour montrer que vue la fraction du coût d'ITER (une machine comme le X-1 coûte plus de 10 fois moins cher et sa réalisation se fait à court terme) on pourrait AUSSI chez nous faire ce genre de nouvelles recherches sur le Z-pinch, plutôt que justement se focaliser uniquement sur une seule voie dont on n'est pas du tout sûr qu'elle portera ses fruits.

Enfin, concernant la nature impulsionnelle de la Z-machine, si jamais la fusion y était effective et que la puissance pouvait être extraite de manière pratique (reste à savoir comment), je n'ai encore rien lu sur la façon dont on pourrait éventuellement s'y prendre pour en dériver une centrale électrique fonctionnant en "continu".

Néanmoins, il est écrit dans l'article de Futura que Malcolm Haines pense que cela « pourrait aussi permettre la construction de centrales nucléaires plus compactes et moins coûteuses ». Gerold Yonas a également déclaré à ce propos « Je pense vraiment que nous pourrons le faire » ainsi que « une fusion à haut rendement, utilisable, sera disponible pour les Américains par une machine nommée X-1, une génération ou deux après la Z, avant trente ans, et peut-être même bien avant ». Enfin, Mark Derzon, un membre de l'Advanced Concepts Group de l'équipe Z, a proclamé avoir déjà « designé ce qui serait le premier réacteur Z-pinch utilisable - une "centrale électrique zéro-miracle" » mais ils ne disent pas comment, ces petits cachottiers !

En passant, une idée comme ça qui me traverse l'esprit :
Le successeur du Tazer (cette "arme non léthale", le pistolet électrique incapacitant utilisé par la police) troquera prochainement son peu pratique câble conducteur contre un laser ultraviolet qui ionise l'air sur son passage, permettant la création d'une "ligne virtuelle conductrice" le long de laquelle s'écoulera la décharge électrique jusqu'à la cible...
Peut-être pourra-t-on troquer les câbles de tungstène ou d'acier de la Z-machine contre des guides lasers, ce qui permettrait de l'utiliser à répétition. A prendre évidemment avec des pincettes : je ne suis pas spécialiste, et la nature-même du matériau des câbles semble assez importante dans la bonne montée en température de la cible.

OKO · 28/03/2006, 20h27

Citation:

Posté par Pio2001

Avec ITER, quel avantage par rapport aux centrales actuelles ?
Accident nucléaire ? -> Pareil, cela peut conduire à des fuites radioactives
Déchets ? -> Pareil, on ne sait pas quoi en faire.

Je proteste vigoureusement contre cette assertion.
On peut certes contester certain aspects ou ceratins choix, mais en, AUCUN CAS on ne peut comparer les pollutions engendrées.
La radioactivité d'ITER sera majoritairement le fait des parois du dispositif, et sans me souvenir des valeurs ni des taux, elle est tres nettement inférieure en durée et en quantité a ce que produit un reacteur nucléaire.

Cette remarque denote un certain anti "ITERisme" primaire, apparemment dûe a un profonde méconnaissance des caractéristiques du dispositif.

Sans parler du rendement espéré, sans aucune comparaison non plus avec le rendement fourni par une centrale nucléaire classique au regard de la quantité de combustible utilisé.

En bref, vous venez de créer une nouvelle légende urbaine.
Je vous signale quand même que le MONDE ENTIER s'allie pour créer ce prototype ... Et il n'est pas aussi stupide que vous le prétendez dans cette réflexion légère.

moijdikssékool · 28/03/2006, 22h28

Citation:

Ça dépend de quel rendement on parle, mais dans la Z-machine, 10 à 15 % de l'énergie injectée au départ est convertie sous forme d'émission de rayons X

il voulait sans doute parler du rendement énergétique. Dans l'article on lit "engendreraient la conversion d’une considérable quantité d’énergie magnétique en énergie thermique", ce qui signifie que l'énergie investie n'est que transformée en chaleur, il n'y a pas plus d'énergie produite que d'énergie investie, il n'y a donc pas à proprement parler de rendement rénergétique
mais si l'on remplace la cible et/ou les fils par du bore et de l'hydrogène, on peut alors espérer une production d'énergie qui vient s'ajouter à celle récupérée par, dixit l'article, "la conversion d’une considérable quantité d’énergie magnétique en énergie thermique" et parler de rendement énergétique

KarmaStuff · 29/03/2006, 00h46

Citation:

Posté par OKO

Je vous signale quand même que le MONDE ENTIER s'allie pour créer ce prototype ... Et il n'est pas aussi stupide que vous le prétendez dans cette réflexionlégère.

Un consortium international a également été organisé autour de l'ISS...

Et on est en droit de s'interroger sur sa véritable utilité et son coût exhorbitant (100 milliards $ !!! - quand je pense aux hyper-télescopes spatiaux qu'on aurait pu fabriquer avec tout cet argent

), surtout qu'elle aura une durée de vie relativement limitée...

Bref, la Chine va bientôt achever sa centrale à fusion EAST "Artificial Sun" (Experimental Advanced Superconducting Tokamak), nouvelle génération de réacteurs tokamak à supraconductivité non-circulaire... On verra bien si les résultats obtenus satisfairont les attentes... Les scientifiques liés au projet ITER pourront peut-être s'en inspirer (des résultats)...

KarmaStuff · 29/03/2006, 02h12

Oops... Petit détail en passant... Exhorbitant ne prend pas de "h"...

Pio2001 · 29/03/2006, 03h30

Citation:

Posté par moijdikssékool

j'imagine mal comment utiliser son principe pour en faire de la chaleur controllée

Selon l'article de Jean-Pierre Petit, il ne s'agit pas de produire de la chaleur, mais de placer le plasma de particules alpha produites par la fusion H-B dans un champ magnétique. L'expansion du plasma générera directement du courant électrique dans les bobines.
Pas besoin de turbine, donc.

Citation:

Posté par OKO

Je proteste vigoureusement contre cette assertion.
On peut certes contester certain aspects ou ceratins choix, mais en, AUCUN CAS on ne peut comparer les pollutions engendrées.
La radioactivité d'ITER sera majoritairement le fait des parois du dispositif, et sans me souvenir des valeurs ni des taux, elle est tres nettement inférieure en durée et en quantité a ce que produit un reacteur nucléaire.

Merci de cette précision. Désolé si j'ai fait des suppositions sans fondement, mais le mutisme des médias sur la sécurité nucléaire dans un réacteur à fusion est regrettable. Même le dossier du magazine "La Recherche" n'aborde pas ces questions directement. C'est pourtant la première chose qui vient à l'esprit lorsqu'on parle d'énergie nucléaire !

Tout ce qu'on trouve sur le site de Futura-sciences en effectuant une recherche "ITER" (hors forum), c'est une vingtaine de news sur l'évolution du projet... Dans l'une d'elles, on mentionne une énergie nucléaire "propre".
Or on parle de tritium comme combustible. Comment ne pas penser aux conséquences d'un Tchernobyl ou d'un 11 novembre sur un site de stockage de tritium ?
Jean-Pierre Petit, lui n'appelle certainement pas cela une énergie propre.

En fin de compte, la seule réponse à la question que j'avais trouvée avant la vôtre était celle de Greenpeace : http://www.greenpeace.org/france/cam...sion-nucleaire

Je cite :

Citation:

S´il s´avère vrai que la fusion crée moins de déchets à vie longue, il est néanmoins faux d´affirmer qu´elle n´en crée aucun.

Enfin, chaque année, une portion de l´enceinte - circuits magnétiques compris - devra être changée en raison de l´usure rapide de sa paroi intérieure. Celle-ci constituera un volume important de déchets de très haute activité, de durée de vie plus ou moins longue.

En résumé, le réacteur à fusion présenté comme un réacteur écologique, va produire une nuisance radiologique au moins égale à celle des réacteurs actuels!

A présent, j'ai visité le site ITER.org. D'après eux les déchets produits par ITER seront 50000 fois moins dangereux que ceux produits par un réacteur classique.
La dernière phrase de la citation de Greenpeace est donc complètement fausse.

Seulement, la question n'est pas de savoir combien de déchets ITER va produire, mais combien de déchets un réacteur à fusion opérationnel et rentable en produirait.

Bon, d'accord, c'est pour répondre à cette question qu'on a construit ITER...

Greenpeace met également en question le rendement électrique :

Citation:

Pour démarrer ITER, il faut disposer de 500 MW (soit la moitié de la capacité d´une centrale nucléaire!), fournis par l'ensemble du réseau pendant une dizaine de secondes. Pour chauffer le nuage chaud de deutérium et de tritium (plasma) qu'il contient, il faut quelques dizaines de MW pendant 400 secondes. Enfin, de façon permanente, l'installation a besoin de 120 MW.

Bref, loin de produire de l´énergie, ITER sera un gouffre électrique.

Pas plus convaincant à mon avis, dans la mesure où ITER n'a jamais prétendu produire la moindre énergie, mais étudier expérimentalement la fusion nucléaire, et où on n'a a priori aucune idée du nombre de mégawatts que fournira un réacteur commercial à fusion en regard des 120 consommés. Cela peut être bien plus...

PopolAuQuébec · 29/03/2006, 05h22

Citation:

Par Christophe Olry, Futura-Sciences, le 09/03/2006 à 14h28
La Z-Machine, le plus puissant générateur de rayons X au monde, installé dans le désert du Nouveau-Mexique, est parvenue à créer des plasmas dont la température dépasse les 2 milliards de Kelvins. Ce résultat, aussi incroyable qu’inattendu, soulève de nombreuses interrogations.
...
Ainsi, la Z Machine avait été conçue pour générer des températures de plusieurs millions de degrés, proches de celles des éruptions solaires.

Mais les scientifiques n’auraient jamais pensé qu’en remplaçant les fils de tungstène par des fils d’acier cylindriques plus larges, ils pourraient atteindre des températures dépassant le milliard de degrés : « Au début, nous ne voulions pas y croire. Nous avons répété maintes fois la manipulation, pour être bien sûrs qu’il ne s’agissait pas d’une erreur » , explique le chef de projet Chris Deeney.

Mais alors, que s’est-il vraiment passé dans le laboratoire Sandia ? Dans un article, paru ce mois-ci dans le Physical Review Letters, Malcolm Haines, consultant pour le compte de Sandia, émet l’hypothèse que cette température surprenante est due à l’apparition de nombreuses instabilités au « point de stagnation », qui engendreraient la conversion d’une considérable quantité d’énergie magnétique en énergie thermique, et ce en l’espace de quelques nanosecondes.

Citation:

Posté par Coincoin

Ils savent quand même ce qu'ils font

Je dois avouer que je ne comprends pas le sens de ton affirmation.

Pourrais-tu préciser ?

Merci à l'avance.
A+

tokamac · 29/03/2006, 09h46

Popol, tu viens de montrer que les réactions de compression dense de la matière dans et par des champs électromagnétiques sont finalement encore mal comprises et pas totalement modélisées. Les scientifiques de la Z machine ont été étonnés d'une telle montée en température, non pas parce que "ça ne devrait absolument pas fonctionner" ou que ça ne fonctionne pas (car ça fonctionne), mais parce qu'ils ne comprennent pas exactement pourquoi ça marche. Dans cette expérience, le manque est encore pour le moment théorique, et plus expérimental.

Septentrion · 29/03/2006, 09h59

Citation:

Posté par tokamac

Je suis d'accord qu'il ne faut pas remettre en cause ITER pour le moment, en fait je comparais les coûts plutôt pour montrer que vue la fraction du coût d'ITER (une machine comme le X-1 coûte plus de 10 fois moins cher et sa réalisation se fait à court terme) on pourrait AUSSI chez nous faire ce genre de nouvelles recherches sur le Z-pinch, plutôt que justement se focaliser uniquement sur une seule voie dont on n'est pas du tout sûr qu'elle portera ses fruits.
...

Je m'étais fait un peu la même réflexion il y a quelques années.
Oui, c'est vrai qu'il y a un ordre de grandeur entre les coûts. Maintenant, il faut aussi comparer le niveau de maturité des expériences : on sait aussi monter des expériences pour quelques M$, mais produisant tout au plus quelques millions de neutrons de fusion.
Depuis 50 ans, il y a eu tellement d'annonces de résultats spectaculaires, qui devaient mener à la construction de centrales à fusion "dans 30 ans", qu'on a appris à devenir un peu plus prudents. Il est assez normal que M Yonas soit intimement persuadé qu'on va bientôt y arriver, en tant que vice-président du laboratoire, mais je ne suis pas sûr que ce soit un avis très objectif.
La réalité, pour l'instant, est que du point de vue du rendement de la fusion, le tokamak est loin devant tous les autres dispositifs : on arrive à une puissance de fusion de l'ordre de 50% de la puissance injectée, des centaines ou des milliers de fois plus que d'autres dispositifs (pour lesquels on se garde d'ailleurs bien en général de donner une énergie de fusion rapportée à l'énergie injectée : les résultats sont plutôt exprimés en flux de neutrons. On ne dit pas que le rendement est de 0.000001% mais plutôt qu'on a mesuré un flux de 10^7 neutrons/s...).
Depuis 30 ans, les résultats de la fusion en tokamak ont régulièrement progressé et il serait assez absurde d'abandonner à l'avant-dernière étape ou de remettre en question le projet à chaque fois qu'un laboratoire produit un résultat "prometteur" dans une autre filière au moyen d'une expérience dont le niveau de maturité est loin derrière le tokamak.
L'Europe a décidé d'engager les moyens sur la filière tokamak (un peu aussi sur l'ICF), les Etats-Unis ont adopté une autre stratégie et explorent des concepts très différents, mais moins matures.
Il est bien trop tôt pour savoir qui a raison.

A+

Démostène · 29/03/2006, 11h22

Citation:

Posté par JPL

Mais la Z machine ne fonctionne pas en régime continu, ou je n'ai rien compris ! Donc rien à voir.

Salut,
Il me semble que le principe iter non plus, jusqu'à preuve du contraire, ne fonctionne pas en continu..
(Et d'après certains, ce ne serait pas possible)
@+

moijdikssékool · 29/03/2006, 14h35

Citation:

il ne s'agit pas de produire de la chaleur, mais de placer le plasma de particules alpha produites par la fusion H-B dans un champ magnétique. L'expansion du plasma générera directement du courant électrique dans les bobines

pour obtenir la fusion H-B, il faut entretenir une température de 2G°C. Ton système pourrait fonctionner si c'était de la fission qui s'auto-entretient

Citation:

Il me semble que le principe iter non plus, jusqu'à preuve du contraire, ne fonctionne pas en continu

méssi, on a déjà réussi à entretenir une réaction de fusion pendant quelques instants (des secondes, minutes, jecéplu)

Démostène · 29/03/2006, 14h42

Citation:

Posté par moijdikssékool

pour obtenir la fusion H-B, il faut entretenir une température de 2G°C. Ton système pourrait fonctionner si c'était de la fission qui s'auto-entretient

méssi, on a déjà réussi à entretenir une réaction de fusion pendant quelques instants (des secondes, minutes, jecéplu)

Salut,
C'est une vision relativiste du sens du mot "continu"

@+