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La Z-Machine dépasse les deux milliards de degrés !



  1. #241
    Septentrion

    Re : La Z-Machine dépasse les deux milliards de degrés !

    PS: je m'aperçois que ce que j'écris peut prêter à confusion, en parlant de laser. Je rappelle que dans le cas qui nous intéresse, c'est bien une striction magnétique qui produirait la compression, en quelques dizaines de ns. Le laser sert uniquement à déclencher l'allumage, et doit produire une impulsion de l'ordre de 1 ps, avec une puissance crête supérieure au petawatt. On peut aussi utiliser un faisceau de particules, et il y a même eu des propositions utilisant des antiprotons.
    Mais dans tous les cas, on ne veut surtout pas chauffer pendant la phase de compression, pour minimiser l'énergie requise et les pertes.
    En théorie, ce schéma d'allumage rapide s'applique aussi bien à l'ICF par laser que dans une Z-machine.

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  3. #242
    JPL
    Responsable des forums

    Re : La Z-Machine dépasse les deux milliards de degrés !

    Quelqu'un, intervenant à titre privé et non comme modérateur, à posté en message privé à une personne une question que plusieurs d'entre vous ont trouvée choquante ou déplacée. Le destinataire a en effet publié le MP sur son site, ce qui ne se fait jamais (ce qui est privé n'est pas public) en mettant plus ou moins en cause Futura-Sciences.

    Il y a eu une erreur de part et d'autre, ce qui m'a amené à faire un ménage important dans cette discussion qui avait divergé de façon notable. J'espère voir celle-ci reprendre en restant sur un terrain purement scientifique. Par contre il est scientifique de s'interroger sur la qualification de tel ou tel dans ce domaine et des opinions divergentes ont été exprimées, qui ont disparu dans le ménage que j'ai fait (ou alors il aurait fallu disséquer finement divers messages pour en extraire des fragments).

    PS : des excuses ont été également formulées sur la manière dont cela avait pu être ressenti ; elles ont également disparu dans le nettoyage.
    Dernière modification par JPL ; 21/07/2006 à 11h12.
    Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac

  4. #243
    Slimounet

    Re : La Z-Machine dépasse les deux milliards de degrés !

    On a le droit de "upper" pour que le sujet (la Z-Machine) ne tombe pas en désuétude ?
    Au moins ponctuellement...

  5. #244
    PopolAuQuébec

    Re : La Z-Machine dépasse les deux milliards de degrés !

    Citation Envoyé par Slimounet
    On a le droit de "upper" pour que le sujet (la Z-Machine) ne tombe pas en désuétude ?
    Au moins ponctuellement...
    C'est quoi ça le droit de "upper" ? (NB je suis Québécois)

  6. #245
    Slimounet

    Re : La Z-Machine dépasse les deux milliards de degrés !

    "upper" est un néologisme ou anglicisme dérivé du mot "up" qui signifie "en haut".
    Donc si je dis que je vais "upper" le topic c'est qu'en postant une réponse quelconque le sujet va tout d'un coup se retrouver "en haut" de la pile des sujets actifs.
    Donc c'est effectivement une technique pour actualiser un sujet sans autre but.
    Je n'aime pas le faire puisque c'est par définition un post qui n'apporte rien à la discussion mais qui fait remonter la discussion à la surface.
    Mais bon, je prends l'intitiative (et le risque ?) de le faire tant je pense que le sujet est important et qu'il doit jouer un rôle d'information et de discussion si possible (objectif premier de Futura me semble-t-il).

    Maintenant si je me fais taper sur les doigts, je comprendrais...

    Sinon il semble que les chinois explorent la filière Tokamak avec une "démonstration" prévue pour le 15 août. Quelqu'un en a entendu parler ?

  7. #246
    PopolAuQuébec

    Re : La Z-Machine dépasse les deux milliards de degrés !

    Citation Envoyé par Slimounet
    "upper" est un néologisme ou anglicisme dérivé du mot "up" qui signifie "en haut".
    Donc si je dis que je vais "upper" le topic c'est qu'en postant une réponse quelconque le sujet va tout d'un coup se retrouver "en haut" de la pile des sujets actifs.
    Donc c'est effectivement une technique pour actualiser un sujet sans autre but.
    Je n'aime pas le faire puisque c'est par définition un post qui n'apporte rien à la discussion mais qui fait remonter la discussion à la surface.
    Mais bon, je prends l'intitiative (et le risque ?) de le faire tant je pense que le sujet est important et qu'il doit jouer un rôle d'information et de discussion si possible (objectif premier de Futura me semble-t-il).

    Maintenant si je me fais taper sur les doigts, je comprendrais...

    Sinon il semble que les chinois explorent la filière Tokamak avec une "démonstration" prévue pour le 15 août. Quelqu'un en a entendu parler ?
    Merci pour l'explication

    Je suis tout à fait d'accord pour "upper" ce fil "occasionnellement" pendant un "certain" temps, étant donné que ce sujet ne me semble pas épuisé et qu'il a des retombées potentielles importantes tant au niveau théorique qu'au niveau des applications éventuelles.
    Pour les chinois, je n'en ai pas entendu parler. C'est certainement à suivre...

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  9. #247
    tokamac

    Re : La Z-Machine dépasse les deux milliards de degrés !

    On peut aussi faire "bump" pour "upper"
    Après ce qui s'est passé sur ce forum, Jean-Pierre Petit ne s'exprimera plus dans ces colonnes. Certains s'en réjouiront, d'autres trouveront cela dommage pour l'aspect science de ce sujet de z-machine.

    Je trouve néanmoins intéressant de relayer certaines de ses remarques publiées ailleurs, par exemple chez Agoravox. Je ne retranscrit ici que les passages scientifiques liés à cette histoire de z-machine :

    Contentons-nous d’essayer de réfléchir avec l’outillage dont nous disposons. Mais à ceux qui fondent leurs conclusions "sur des calculs de coin de table" je dirai qu’au point où nous en sommes personne ne peut dire si ça va marcher ou ne pas marcher. Il y a simplement non pas seulement un mais des faits expérimentaux qui semblent indiquer une voie nouvelle. Je crois que l’aspect le plus singulier est que la température ionique dans la manip de Sandia continue de croître alors que le cordon de plasma se dilate déjà. Je serais bien en peine d’expliquer cela. Haines invoque des "instabilités MHD" mais sans en dire plus.

    Je dirais aussi que la physique nucléaire est née entre les mains de gens qui étaient des chimistes. Ceux-ci n’ont donc pas été surpris de retrouver dans ce nouveau monde des concepts qu’ils cotoyaient déjà. La fission est "une dissociation auto-catalytique". Le cycle de Bethe est une réaction de fusion avec régénération d’un catalyseur.
    Si nous nous sommes si longtemps cantonnés à la fusion D-T c’est parce que la section efficace de collision de fusion excède celle d’autres réactions de plusieurs ordres de gradeur. Mais si on accroît température et densité, d’autres réactions peuvent et doivent être prises en considération. Dans cet univers-là il est aussi absurde d’affirmer avec assurance que telle chose est possible que... de prétendre l’inverse. C’est dame Nature, au finish, qui apporte la réponse et tout ce que nous souhaitons c’est de lui trouver un cadre, dans l’Ancien Monde où elle puisse s’exprimer.
    Nous sommes face à une situation très nouvelle, à un confinement intertiel très particulier. Le courant circule. C’est un courant électronique. C’est donc le gaz d’électrons qui subit la force de Laplace et la communique aux ions, qu’il entraîne avec lui.
    Quand à l’impact, l’énergie cinétique acquise est thermalisée, le gaz d’ions est d’emblée plus chaud que le gaz d’électrons puisque composé de particules plus lourdes qui, emportées à la même vitesse véhiculent plus d’énergie. Singulière situation.
    Haines nous a montré que le couplage entre ces deux espèces était faible. J’ai vu dans des thèses antérieures que des chercheurs n’avaient pas envisagé cette éventualité. L’histoire ne fait que commencer. Les calculs de coin de table ne valent que si leur auteur a mis les bons ingrédients dans sa marmite. Avec un champ de 4500 teslas, je ne serais pas aussi rapide à servir le plat.
    et
    Il faut pousser plus loin, monter une manip de Z-pinch avec une puissance suffisante et aller explorer un peu cette voie, interroger la Nature. C’est elle qui a les réponses, de toute façon.

    Par opposition aux tokamaks cette voie est extrêmement souple. On y change de géométrie, de configuration aisément. Quand la grosse bête qui produit les dizaines de millions d’ampères est fabriquée et que les moyens de diagnostic sont mis en place ce qui reste, le coeur du système, est relativement peu coûteux et laisse la porte ouverte à grand nombre d’idées, de variantes.
    Le projet consisterait à mettre en ligne une Z-machine de la classe de 60 millions d’ampères. Pour faire tourner cela il faut un minimum de quinze personnes. Mettons vingt. Evidemment... ça ne crée pas des masses d’emplois et ça ne remplit pas les hôtels de la région. Tiens, j’ai déjeuné récemment avec un type de Cadarache. Ils sont 4000 là-bas. Quatre mille divisé par vingt ça fait deux cent. On retrouve l’ordre de grandeur "coût d’un tokamak sur coût d’une Z-machine". Quinze-vingt personnes pour faire tourner la bête, plus des chercheurs autour. Des pays d’Europe pourraient envoyer des gens, des thésards et donner quelques sous.

    L’avis général, dans l’équipe est qu’il faudrait travailler main dans la main avec les Russes. En MHD ces gens sont incontournables. Une Z-machine n’est pas une machine aussi coûteuse au point qu’on ne puisse en concevoir qu’une seule. Il en faudrait une en Europe de l’ouest et une en Russie, par exemple à l’Institut des Hautes Températures, avec une étroite collaboration. Les Russes sont d’accord pour venir en France à la rentrée, emmenés par "une pointure". On a obtenu ça. Il faudra leur faire rencontrer des hommes politiques. C’est prévu. On a obtenu ça aussi. Il ne s’agit pas de se battre contre Iter et Mégajoule. Les gens ont fait leurs choix. Il s’agit d’essayer vaille que vaille d’installer une petite crémerie à l’ombre de ces immenses usines à gaz, c’est tout.

  10. #248
    PopolAuQuébec

    Re : La Z-Machine dépasse les deux milliards de degrés !

    Salut,

    Sur AgoraVox, Jean-Pierre Petit a présenté un "calcul de coin de table" menant à un temps caractéristique de fusion de 2.7 nanosecondes pour du bore mélangé au métal du "liner" dans un ratio hypothétique de 10%. Ce 2.7 nanosecondes est du même ordre de grandeur que le temps de confinement inertiel du plasma.

    Malheureusement, comme je le lui ai indiqué, il avait utilisé une définition fautive du "barn" (unité de surface utilisée en physique nucléaire). Il avait utilisé 1 barn = 10-20m2 au lieu de la valeur correcte de 10-28m2. Cette correction ramène le temps de fusion à 0.2 seconde, ce qui est nettement trop long pour obtenir un rendement intéressant, ni même détectable. J’ai vérifié les autres données ainsi que le principe du calcul et, à première vue, tout semble correct.

    Mais pour éviter de s’en remettre à des calculs de "coin de table", j’ai sorti mon bouquin de physique nucléaire ( "Introduction to nuclear physics", Harald Enge, Addison-Wesley,1966). Dans le problème 14-8 à la page 460, il est demandé de prouver que pour un plasma de deuterium, le taux de réactions par unité de volume est donné par :

    N = 2 reactions-m-3-sec-1

    où : est le nombre de deutérons par unité de volume,
    est la section efficace pour la réaction
    v est la vitesse des deutérons

    Si on désigne par le temps de confinement du plasma et par E0 l’énergie libérée par la fusion, on obtient pour l’énergie nucléaire libérée par unité de volume ET durant le temps total de confinement l’expression :

    ET = 20

    Pour mesurer la rentabilité du processus, il convient alors de comparer cette quantité à l’énergie cinétique totale par unité de volume KT qui est fournie aux ions par la Z-Machine. Celle-ci est donnée par:

    KT =

    On a alors :

    Q = ET/ KT = 0 /

    Maintenant, si on introduit du deuterium dans le plasma de la Z-Machine, il faut que la densité de deutérons par unité de volume soit raisonnablement inférieure à la densité des ions de fer si l’on veut maintenir la même température. Considérons donc une densité de deutérium de tout au plus 10% de la densité d’ions de fer (en ions par unité de volume).
    Dans la donnée du problème ci-haut cité, on mentionne une section efficace de 0.1 barn à une température de 100 keV : la température moyenne des ions dans la Z-Machine est d’environ 270 keV et donc on peut raisonnablement prendre cette valeur pour la section efficace. Enfin, on mentionne dans le problème une énergie moyenne libérée par la réaction de 3.6 MeV.

    On a donc :

    = 0.1 x 1026 m-3 = 1025 m-3
    = 0.1 barn = 0.1 x 10-28m2 = 10-29m2
    v = ( 3 kT / mdeuteron ) 1/2 = 6233 km/sec
    E0 = 3.6 Mev
    = 5 ns
    kT = 270 keV

    Avec ces valeurs, on obtient pour Q une valeur de 0.000014

    Pour que ce type de processus soit rentable, il faudrait avoir une valeur de Q au moins de l’ordre de l’unité.

    Si on remplace le deuterium par des noyaux plus lourds, on augmente E0 et , par contre on diminue v. Il faudrait évidemment faire le calcul, mais il semble peu probable que l’on puisse obtenir une valeur de Q comparable à 1.

    Donc, sous réserve de vérifier ces calculs, il semble peu vraisemblable que l’on puisse utiliser la Z-Machine (telle qu’elle est actuellement du moins) pour produire de l’énergie via la fusion.

    Par contre, le caractère tout au moins en apparence exo-énergétique du phénomène combiné au fait que le plasma continue de chauffer au lieu de refroidir permet d’envisager qu’il y a là une source d’énergie inconnue de la physique actuelle. C’est donc à suivre, en espérant que ce type de machine ne nous saute pas en pleine figure lorsque l’on atteindra des températures plus élevées

    Paul Le Bourdais

  11. #249
    mtheory

    Re : La Z-Machine dépasse les deux milliards de degrés !

    Petite interrogation au passage,la Z-machine aurait-elle des implications pour le projet Daedalus ?

    http://en.wikipedia.org/wiki/Project_Daedalus
    “I'm smart enough to know that I'm dumb.” Richard Feynman

  12. #250
    b1a2s3a4l5t6e7

    Re : La Z-Machine dépasse les deux milliards de degrés !

    Citation Envoyé par mtheory
    Petite interrogation au passage,la Z-machine aurait-elle des implications pour le projet Daedalus ?

    http://en.wikipedia.org/wiki/Project_Daedalus
    Salut.
    Certain y songe certe mais il faudrait modifier grandement le projet d'origine,pour utiliser les principes de la z-machine.
    Les planetes prochent détectées jusqu'ici sont
    des grosses planetes gazeuses mais je sais qu'avec une nouvelle méthode de détection(par l'effet de micro-lentille gravitationelle de la planette qui fait varier celui de son étoile lors de leur allignement favorable) on a trouver des planetes de grosseurs comparable a la notre,
    mais celle-ci sont a des milliers d'années lumiere de
    distance.
    On peut espérer qu'avec cette nouvelle méthode
    de détection, qu'on pourra un jour en détecté(de petites) d'aussi proche que les plus proches planetes détectées.
    Donc je suggere la patience peut importe que les moyens soit tres amélioré pour approcher les étoiles.
    Merci de votre attention.

  13. #251
    tokamac

    Re : La Z-Machine dépasse les deux milliards de degrés !

    Citation Envoyé par b1a2s3a4l5t6e7
    mais il faudrait modifier grandement le projet d'origine,pour utiliser les principes de la z-machine.
    Pas vraiment : ce projet "Daedalus" de vaisseau spatial interstellaire devait à l'origine utiliser la fusion à confinement inertiel par faisceaux convergents d'électrons :
    « Daedalus would be propelled by a fusion rocket using pellets of deuterium/helium-3 mix that would be ignited in the reaction chamber by inertial confinement using electron beams. 250 pellets would be detonated per second, and the resulting plasma would be directed by a magnetic nozzle. »

    Remplacer le système d'ignition électronique du Daedalus par un système z-pinch serait particulièrement trivial et insignifiant relativement à la taille du projet.
    La Z-machine de Sandia était elle-même à l'origine (en 1985) un accélérateur radial à faisceaux d'ions nommé PBFA II (Particle Beam Fusion Accelerator II), avant d'être reconvertie en 1996 en compresseur MHD à striction axiale "z-pinch" (la focalisation des faisceaux de particules n'étant pas suffisante).
    Comme quoi ces deux systèmes, malgré leur différences fondamentales, peuvent partagent une partie de leurs éléments.

  14. #252
    tokamac

    Re : La Z-Machine dépasse les deux milliards de degrés !

    Sur le thème de la propulsion nucléaire appliquée à la conquête spatiale, il y eut les projets NERVA, ORION, DAEDALUS, LONGSHOT... plus récemment PROMETHEUS. La mise en oeuvre était différente selon les projets, puisqu'on envisageait surtout la fission en cycle fermé pour éviter la contamination (NERVA, générateur nucléaire + réacteur thermique éjectant des propergols classiques, mais ce n'était pas fiable) jusqu'à la propulsion directe par fusion nucléaire en "cycle ouvert" dans l'espace profond (DAEDALUS).

    Ce front nouveau de la fusion a-neutronqiue par z-pinch ouvre la voie à un renouveau de la conquête spatiale puisque si cela s'avérait possible, on pourrait envisager des propulseurs utilisant directement les produits de la réaction nucléaire pour la poussée, avec à la fois une très haute impulsion spécifique et une grande poussée. Le plasma d'hélium ionisé étant canalisable en sortie par une "tuyère magnétique" comme pour DAEDALUS ou VASIMR.

    A ce propos, j'indique la parution prochaine d'un article de JP Petit dans le journal La Grande Époque, qui traitera justement de la possible fusion aneutronique appliquée à la propulsion de vaisseaux interplanétaires.
    Dernière modification par tokamac ; 31/07/2006 à 09h54.

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  16. #253
    mtheory

    Re : La Z-Machine dépasse les deux milliards de degrés !

    Citation Envoyé par tokamac
    Pas vraiment : ce projet "Daedalus" de vaisseau spatial interstellaire devait à l'origine utiliser la fusion à confinement inertiel par faisceaux convergents d'électrons :
    Et donc ?un moyen de faire de Daedalus une réalité plus tôt et sans avoir a utiliser de l'hélium 3(par ex)?
    Dernière modification par mtheory ; 31/07/2006 à 09h55.
    “I'm smart enough to know that I'm dumb.” Richard Feynman

  17. #254
    tokamac

    Re : La Z-Machine dépasse les deux milliards de degrés !

    Citation Envoyé par mtheory
    Et donc ?un moyen de faire de Daedalus une réalité plus tôt et sans avoir a utiliser de l'hélium 3(par ex)?
    Oui c'est ça... ou même, voire en utilisant de l'hélium 3 comme envisagé à l'origine :
    D + 3He -> 4He (3,6 MeV) + p (14,7 MeV)
    Le principal problème c'était quand même de réussir à générer la fusion, quelle qu'elle soit, avec des faisceaux électronique ou ionique (ce qu'on n'a jamais réussi à faire pour le moment). La même chose est désormais davantage envisageable avec du z-pinch.

    Mais la réaction deutérium-hélium3 a potentiellement deux problèmes :
    1- elle n'est pas vraiment aneutronique puisque les réactions D-D parasites sont elles génératrices de neutrons.
    2- l'hélium 3 est très rare sur Terre.

    A priori, question fusion aneutronqiue ce serait quand même plus judicieux de tester
    p + 7Li -> 2 4He + 17,2 MeV
    et
    p + 11B -> 3 4He + 8,7 MeV
    dans la même configuration Daedalus.
    On trouve du lithium, du bore et de l'hydrogène partout sur Terre.

    Au final pour l'instant, on retombe toujours sur le même problème du manque d'expérience. D'ailleurs, si on a un peu de littérature -théorique- sur la question de la section efficace p11B, on a apparemment quasiment rien sur pLi (raison militaire ?).

  18. #255
    mtheory

    Re : La Z-Machine dépasse les deux milliards de degrés !

    Citation Envoyé par tokamac
    Mais la réaction deutérium-hélium3 a potentiellement deux problèmes :
    1- elle n'est pas vraiment aneutronique puisque les réactions D-D parasites sont elles génératrices de neutrons.
    2- l'hélium 3 est très rare sur Terre.
    Ok ,on a la même analyse alors.
    C'était histoire de vérifier,la MHD et la fusion m'intéressent depuis longtemps mais j'ai dû faire des choix ,du coup mes connaisances sur le sujet sont élémentaires.
    “I'm smart enough to know that I'm dumb.” Richard Feynman

  19. #256
    tokamac

    Re : La Z-Machine dépasse les deux milliards de degrés !

    En cherchant des infos sur la fusion aneutronique bore11-hydrogène, je suis tombé sur ce site : prometheus2.net, qui contient entre autres ces document PDF :
    - Star Power for Energy Intensive Space Applications, P. M. Koloc, Fusion Technology, Vol 15 (1989), pp. 1136-1141
    - Revolutionary Electric Generating and Propulsion System Required for Deep Space Missions, Exploration and Colonization, Proposal to the NASA Institute for Advanced Concepts (NIAC), 2001 Phase 1, Advanced Aeronautical/Space Concept Studies

    C'est très différent de la z-machine. Le "PLASMAK" a une configuration de type Spheromak avancée contenant un plasmoïde autoconfiné magnétiquement et stable magnétohydrodynamiquement, qu'on peut chauffer avec un très fort courant électronique et comprimer (en theta-pinch ?). Une des nombreuses originalités du concept est la paroi gazeuse à géométrie variable (Mantle), pour contrôler les instabilités.
    L'énergie y est récupérée via conversion directe par induction, lors de l'expansion du plasma comprimant les lignes de champ magnétique d'un solénoïde (système dit "iMHD" pour inductive magnetohydrodynamic, avec un rendement de 95 %).
    Il espèrent obtenir la fusion aneutronique p-B11 et son exploitation comme source d'énergie, pour la propulsion directe ou indirecte de l'hélium 4.

    D'après ce que j'ai compris, cette équipe espère obtenir, pour la conquête spatiale, la fusion aneutronique dans un générateur compact tenant à la fois du tokamak (pour le confinement magnétique) et de l'inertiel par striction électromagnétique (pour la compression MHD).
    La température y est plus élevée que dans un tokamak (150 keV dans certaines expériences) mais moins que dans une z-machine. A l'inverse des systèmes à z-pinch cependant, le temps de confinement peut être beaucoup plus long.
    Mais le sujet est controversé dans la mesure où certains effets d'annonce optimistes semblent dépasser les capacités réelles de l'appareil. On est comme dans la filière focus : il manque des expériences répétées pour confirmer de manière plus solide les résultats précédemment obtenus.

  20. #257
    omen999

    Re : La Z-Machine dépasse les deux milliards de degrés !

    Au final pour l'instant, on retombe toujours sur le même problème du manque d'expérience. D'ailleurs, si on a un peu de littérature -théorique- sur la question de la section efficace p11B, on a apparemment quasiment rien sur pLi (raison militaire ?).
    la fusion Li7+p ne donne un résultat exothermique que dans 20% des cas.
    la réaction principale est: Li7 + p -> Be7+ n - 1,6MeV
    (neutrogène et endothermique tout pour plaire...)

  21. #258
    mtheory

    Re : La Z-Machine dépasse les deux milliards de degrés !

    Citation Envoyé par omen999
    la fusion Li7+p ne donne un résultat exothermique que dans 20% des cas.
    la réaction principale est: Li7 + p -> Be7+ n - 1,6MeV
    (neutrogène et endothermique tout pour plaire...)
    Ah oui,effectivement si il ya plusieux canaux de réactions possibles dont la majorité sont de ce style...c'est pas gagné!

    Des sources ?
    Dernière modification par mtheory ; 31/07/2006 à 15h22.
    “I'm smart enough to know that I'm dumb.” Richard Feynman

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  23. #259
    tokamac

    Re : La Z-Machine dépasse les deux milliards de degrés !

    Citation Envoyé par omen999
    la fusion Li7+p ne donne un résultat exothermique que dans 20% des cas.
    la réaction principale est: Li7 + p -> Be7+ n - 1,6MeV
    (neutrogène et endothermique tout pour plaire...)
    Ah bon ?! Mais comment les bombes H, à base d'hydrure de lithium LiH, peuvent-elles fonctionner et générer simplement de l'énergie ?

  24. #260
    mtheory

    Re : La Z-Machine dépasse les deux milliards de degrés !

    Citation Envoyé par tokamac
    Ah bon ?! Mais comment les bombes H, à base d'hydrure de lithium LiH, peuvent-elles fonctionner et générer simplement de l'énergie ?
    Bonne question!

    Quoique d'après wiki http://fr.wikipedia.org/wiki/Bombe_H c'est avec des neutrons que ça se passe
    Dernière modification par mtheory ; 31/07/2006 à 15h26.
    “I'm smart enough to know that I'm dumb.” Richard Feynman

  25. #261
    omen999

    Re : La Z-Machine dépasse les deux milliards de degrés !

    parce que les isotopes de l'hydrure de lithium concernés sont le deutérium et le Li6
    le Li7 intervient plutôt comme fournisseur de neutrons pour l'enveloppe fissible
    une bonne lecture ici:
    http://en.wikipedia.org/wiki/Operation_Castle

  26. #262
    liger1

    Re : La Z-Machine dépasse les deux milliards de degrés !

    Personnellement je pensais que le lithium servait à produire du tritium pour les réactions de fusion, l'autre combustible étant le deutérium contenu dans le deutérure (il se scinde en tritium et hélium 4 lors de son bombardement par les neutrons de la réaction "allumette"). Comment être sûr de ce qu'il en est réellement, pour de tels sujets couverts par le confidentiel défense ?
    Dernière modification par liger1 ; 31/07/2006 à 15h50.
    Droit devant soi, on ne peut pas aller bien loin (Antoine de Saint Exupéry)

  27. #263
    tokamac

    Re : La Z-Machine dépasse les deux milliards de degrés !

    Oui, une partie de l'explication provient donc du fait que l'hydrure de lithium Li-H dans les bombes nucléaires est en fait plus exactement du deutérure de lithium-6 (6LID, donc avec l'isotope deutérium de l'hydrogène).

    Dans les bombes à neutrons, le couple de réactions utilisé est le suivant :
    6Li + n -› 4He + T + 4,8 MeV (le lithium-6 bombardé de neutrons se transforme en hélium et en tritium)
    D + T -› 4He + n + 17,5 MeV (le tritium généré dans la réaction précédente réagit avec le deutérium).
    La seconde réaction est beaucoup plus exo-énergétique.

  28. #264
    tokamac

    Re : La Z-Machine dépasse les deux milliards de degrés !

    omen999, ton intervention sur le côté radioactif et même endothermique à 80 % de la réaction p+7Li me met fortement la puce à l'oreille.

    Si c'est vrai, adieu les bombes H à "fusion pure" (on va pas les regretter !) mais dans le même temps on ne pourrait plus envisager que la réaction aneutronique p+11B dans une centrale électrique à fusion à confinement inertiel par striction axiale.

    Pourrais-tu STP nous aiguiller vers des sites web ou des publications détaillant ces données ? Personne n'en a parlé jusqu'à présent.

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  30. #265
    liger1

    Re : La Z-Machine dépasse les deux milliards de degrés !

    Citation Envoyé par PopolAuQuébec
    Maintenant, si on introduit du deuterium dans le plasma de la Z-Machine ...
    Donc, sous réserve de vérifier ces calculs, il semble peu vraisemblable que l’on puisse utiliser la Z-Machine (telle qu’elle est actuellement du moins) pour produire de l’énergie via la fusion.
    Je partage ton avis qu'on ne peut pas espérer une production nette d'énergie en introduisant le combustible de fusion dans le plasma. J'avais pensé initialement qu'une telle méthode permettrait de réaliser des fusions "de démonstration", mais même cet objectif ne semble pas évident à atteindre.

    En revanche, la solution consistant à travailler avec une cible au centre de la cage à fils reste toujours envisageable. Les conditions sont de toute façon meilleures qu'avec des lasers, car on peut obtenir des taux de compression plus élevés, et utiliser une masse de combustible plus importante; reste le problème de l'allumage de la fusion qui risque d'être un vrai casse-tête.
    Droit devant soi, on ne peut pas aller bien loin (Antoine de Saint Exupéry)

  31. #266
    liger1

    Re : La Z-Machine dépasse les deux milliards de degrés !

    Citation Envoyé par tokamac
    omen999, ton intervention sur le côté radioactif et même endothermique à 80 % de la réaction p+7Li me met fortement la puce à l'oreille.
    Si les réactions avec le lithium 7 ne sont pas vraiment intéressantes, celles avec le lithium 6 le restent, soit avec l'hydrogène (bien qu'avec des cycles plus complexes que pour le bore) :
    - p + 6Li → 4He (1.7 MeV) + 3He (2.3 MeV)
    - 3He + 6Li → 2 x 4He + p + 16.9 MeV
    soit avec le deutérium (mais avec l'inconvénient des réactions neutroniques annexes D+D) :
    - D + 6Li → 2 x 4He + 22.4 MeV
    (source : http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_fusion)

    On serait donc amené à enrichir le lithium en isotope 6 (7.5 % à l'état naturel d'après Wikipedia), ce qui devrait être plus simple que pour l'uranium, compte tenu de la plus grande différence relative entre masses atomiques.
    Droit devant soi, on ne peut pas aller bien loin (Antoine de Saint Exupéry)

  32. #267
    tokamac

    Re : La Z-Machine dépasse les deux milliards de degrés !

    Il est dit aussi sur la page de wikipedia que tu cites (je traduis) :
    « Certaines réactions candidates peuvent directement être éliminées. La réaction D-6Li n'a pas d'avantage comparée à la réaction p-11B parce qu'elle est pratiquement aussi difficile à initier, et qu'elle produit des neutrons de fusion par les réactions parasites D-D.
    Il y a aussi la réaction p-7Li, mais la section efficace est bien trop faible sauf peut-être pour Ti > 1 MeV. Mais à une telle température, une réaction endothermique et directement productrice de neutrons devient alors significative. »


    Je pense que cette dernière réaction endothermique est celle dont a parlé omen999, générant du béryllium et des neutrons.

    Donc on aurait le choix entre le lithium-6 (bien plus rare que le lithium-7 et nécessitant contrairement à lui un process de fabrication...) ou le bore-11, disponible en grandes quantités.

  33. #268
    omen999

    Re : La Z-Machine dépasse les deux milliards de degrés !

    la fusion b11 + p est apparemment la réaction la plus intéressante.
    mais même celle-ci n'est pas totalement aneutronique...
    il existe aussi une réaction parasite b11 + he4
    voir le papier de Lerner qui était évoqué je crois, plus haut dans ce sujet.

  34. #269
    omen999

    Re : La Z-Machine dépasse les deux milliards de degrés !

    en plus, je ne pense pas qu'on puisse faire l'économie d'une séparation isotopique pour éliminer toute trace de deutérium dans le décaborane et limiter ainsi les réactions parasites.

  35. #270
    tokamac

    Re : La Z-Machine dépasse les deux milliards de degrés !

    JP Petit a effectué quelques "calculs de coin de table" sur Agoravox. Je retranscris ici les passages scientifiques intéressants :

    « Merci à Le Bourdais. Loin de chez moi j'avais utilisé une valeur du barn, prise de mémoire, mais exprimée en angström carrés. Une erreur de 8 ordres de grandeur. Une paille. Errare humanum est. Nous sommes là pour tenter d'y voir clair.
    Personnellement je trouve la nouvelle si importante qu'elle mériterait un colloque. Il y en aura bien un, à Troitsk à la rentrée. Mais c'est le colloque annuel classique qui tourne autour de ce genre de manips. On peut supposer que les gens parleront pas mal de ces perspectives.

    Certains ont aussi dit que ces température très élevées avaient déjà été obtenues des années auparavant dans des manips comme FOCUS. Ce qu'on appelle les "points chauds". D'après ce que j'entends et lis le volume de ces points chauds serait très petit. Quelque chose comme quelques microns cubes, paraît-il. Il me semble que le phénomène rapporté par Haines et ses collaborateurs est différents, ou en tout cas de plus grande ampleur, sinon l'équation de Benett ne pourrait pas être équilibrée à la stagnation.
    Deeney a écrit à un de mes collaborateurs qu'il pensait « que l'échauffement intéresserait 10 % du volume du plasma ». Même si ça n'était que 10 % ça serait déjà "un grand volume".

    Revenons aux "calculs de coin de table". Il faut en faire, mais en gardant deux choses en tête. Ce qu'ils indiquent comme faisable ne se produira peut être pas. Ce qu'ils indiquent comme impossible se produira peut être.

    Ceci étant, que va-t-il se passer après, quand on mettra en batterie ZR, avec ses 28 millions d'ampères ? Est-ce que la température ionique va plafonner ou continuer de grimper ? Quelles valeurs pour la pression, le champ magnétique, la densité ? La température ionique va-t-elle grimper comme le carré de l'intensité électrique ?

    On a essayé de réfléchir sur ce qui pouvait être calculé et calculable dans ces manips. C'est tout sauf simple. Ne serait-ce que parce que ça baigne dans un champ de 4500 teslas.
    Haines dit que le paramètre de Hall est élevé. Un plasma à fort paramètre de Hall est un plasma où entre deux "collisions" les particules chargées ont un mouvement de giration (rayon de Larmor). Dire que le paramètre de Hall est élevé revient à dire que le rayon de Larmor n'est plus négligeable devant le libre parcours moyens ou, dit autrement que le gyrofréquence n'est plus négligeable devant le temps de libre parcours moyen. Ajoutons qu'il y a un paramètre de Hall, une gyrofréquence, un temps de libre parcours pour chaque espèce présente.

    Parlons "sections efficaces".
    Si on prend ce qu'on appelle section efficace de fusion cela revient à considérer deux objets a et b, qui vont "se rencontrer". Les anglo-saxons emploient l'expression "encounter" qui est plus précise que "collision".

    Quand on veut réfléchir à cette rencontre on se place dans un système d'axes liés à l'une des particules, la plus lourde si les masses sont différentes. Mais si les masses sont égales, c'est n'importe laquelle de ces deux particules, noyaux ou objets.
    Ici on a affaire à des particules électriquement chargées. La force d'interaction est donc en 1/r2, interaction coulombienne.
    On appelle la particule considérée comme immobile la "particule de champ", l'autre étant appelée "particule de phase". Simple terminologie.
    La trajectoire de la particule de phase, dans un système d'axes liés à la particule de champ est alors, comme en astronomie, une conique, en l'occurrence une hyperbole.

    Appelons V la vitesse d'approche de la particule de phase, par rapport à la particule de champ (en fait c'est une vitesse relative). Après avoir croisé l'autre particule, cette vitesse, en l'absence de champ magnétique se trouve déviée d'un angle Khi. Cet angle dépend de deux grandeurs. La vitesse V (donc l'énergie) et le "paramètre d'impact" d, qui est la distance à laquelle les deux particules auraient pu se rapprocher s'il n'y avait pas d'interaction.
    On calcule alors une moyenne de (1 - cos Khi) qu'on peut écrire <1-CosKhi>.
    Avec ce qu'on met devant, ceci a la dimension d'une surface, qu'on appelle "section efficace de transfert d'impulsion".

    Considérons une rencontre entre un électron et un ion. Les masses sont très dissemblables. Au minimum le rapport et de 1850 (masse proton sur masse électron).
    Or, le transfert d'énergie moyen dans une rencontre est en me/mi (plus petit que 1/1850).
    Ainsi, quand un électron croise un ion, l'échange d'énergie est faible, ce qui permet des situations hors d'équilibre où les températures absolues des deux espèces peuvent être très différentes. Comme l'électron échange peu d'énergie dans la rencontre, c'est son impulsion qui est altérée.
    Donc <1-cosKhi> représente ce que l'électron perd en impulsion en moyenne à chaque rencontre.

    Bon, se dira-t-on : il n'y a qu'à faire le calcul. On intégrera donc pour toutes les valeurs du "paramètre d'impact" d possibles, de zéro à l'infini, en se disant : ça va me donner une section efficace Q(V), qui dépendra de la vitesse.
    Mais (surprise connue par les théoriciens du début du siècle) : avec une loi en 1/r2 l'intégrale... diverge. La section efficace de collision relative à la rencontre entre deux particules chargées est... infinie.
    Pour contourner ce problème, on se dit : jusqu'à quelle distance le champ créé par une particule chargée se fait-il sentir ? Dit autrement :
    « Je prends une partiocule chargée. Je m'en éloigne. A quelle distance le champ qu'elle crée se trouve-t-il masqué par le champ de toutes les autres particules charges qui sont ses voisines. »
    Voir bouquins: cela s'appelle la "distance de Debye".
    Donc quand on calcule la section efficace, on intègre de zéro à cette distance de Debye. C'est cela qui donne le Log dans les expressions des fréquences de collision dans le papier de Haines. Ceci étant, Haines a-t-il tenu compte de cet étrange effet d'hors équilibre dans la situation étudiée. Je pense que oui.

    Tous calculs faits on trouve que ce <1-CosKhi> varie comme l'inverse de la puissance quatrième de V (si mes souvenirs sont exacts. Je n'ai pas de bouquins sous la main. Mais je pourrais évidemment utiliser Google). Tout cela pour dire que la section efficace décroît quand l'énergie augmente.

    Dans certains cas, des particules chargées peuvent "s'échapper", acquérir de la vitesse, le plasma qui les entoure devenant "quasi transparent". On appelle ces particules des "runaway".
    Dans le cas de collisions entre un électron et un atome d'argon, cette section efficace peut présenter un maximum assez prononcé. Ceci par résonance. On appelle cela "l'effet Ramsaüer".

    Dans cette affaire, on n'a pas parlé de champ magnétique. Si le paramètre de Hall est élevé, de quoi parle-t-on quand on emploie le mot "section efficace de collision" ?
    Ces remarques illustrent ce que rappelait l'un de vous à propos des sections efficaces de collision pour les neutrons. Entre lents et rapides, cette section efficace escalade les ordres de grandeur. Quand on veut calculer une fréquence de collision, on envisage une particules qui chemine à une vitesse V, donc qui balaye V mètres par seconde en remorquant une espèce de chalut qui est sa "section efficace" Q.
    On obtient un volume QV, balayé à chaque seconde, dans lequel se trouvent n particules cibles.
    D'où le fait d'écrire une fréquence de collision nQV, qui dépend de la vitesse V.
    On peut faire une moyenne stochastique et calculer un < n Q V > = n < Q V > en se donnant une fonction de distribution de la vitesse V. Fonction qui sera à sont tour "centrée" autour d'une certaine vitesse moyenne d'agitation thermique, donc correspondant à une température.

    On note que si on part de données de section efficace exprimées de cette façon cela signifie implicitement qu'on suppose que le milieu peut être décrit par une distribution des vitesses maxwellienne. Vu que si ça n'est pas le cas on ne sait guère quel calcul envisager.
    Avec une telle méthode on peut calculer une fréquence de collision entre deux mêmes particules, par exemple "électron-électron" ou "ion-ion".
    L'inverse correspondra à un temps de relaxation, un temps de thermalisation.
    Un milieu gazeux acquiert une distribution de Maxwell Boltzmann en quelques collisions.
    Donc le temps que met le gaz à se configurer de cette façon est de l'ordre du temps que l'on vient de calculer.
    Pour les ions Haines trouve 27 picosecondes. C'est bref et il se sert de ce résultat pour justifier a posteriori l'hypothèse faite au départ, à savoir... que cette fonction était Maxwellienne, vu que dans les formules on se sert de cette hypothèse.
    Je ne pinaille pas, j'essaye de donner des coups de lanterne sur cette route semées d'embûches, mais riche de phénomènes insoupçonnés. Le papier de Haines est une succession de "calculs de coin de table", d'évaluation d'ordres de grandeurs et en physique c'est souvent comme cela que tout commence.

    Revenons au phénomène de l'implosion du liner à fils. Le courant est électronique. C'est donc "le gaz d'électrons qui circule dans les fils métalliques" qui subit la force de Laplace et communique cette impulsion au maillage métallique, puis au gaz d'ions en fin d'implosion.
    Comme le transfert d'énergie dépend du rapport des masses, ce gaz d'électron entraîne les atomes de métal dans une course radiale.
    Grosse question: quelle est la vitesse en fin d'implosion, juste avant la stagnation, l'arrêt ? On a une équadif qui montre que les atomes du liner gagnent l'essentiel de leur énergie en fin de course.
    Si on a un liner de 4 cm de rayon et un temps d'implosion de 100 ns, cela donne une vitesse moyenne de chute de 400 km/s. Mais quelle vitesse à l'impact ? Quelqu'un a-t-il les idées claires sur ce point ?

    On a dans ces expériences de pinches des tas de paramètres en main. Le diamètre, le nombre des fils, le métal dont ils sont faits. Y a-t-il une ou plusieurs couronnes concentriques? Pourquoi deux couronnes concentriques? Les courants sont-ils ils appliqués de la même manière dans ces deux "cages" ?
    Même si les conditions du breakeven ne sont pas réunies il s'en faut de peu. N'oublions pas que les Américains ont dès 2004 je crois envisagé un projet de réacteur exploitant une succession de pinches avec une fréquence de 0,1 hertz, avec du D-T.
    Les Russes, de leur côté envisagent des pinches... sphériques. Comment ? Je voudrais bien en savoir plus.
    Quid par exemple d'un système de trois liners à fils imbriqués l'un dans l'autre et formant un trièdre. Chacun cherche à focaliser selon son axe. Alors, au centre, que se passet-il ? je vais demander à Olivier Le Roy de nous calculer le champ créé par ce bazar bizarre. Est-ce une idée idiote ou une bonne idée ?
    Rappelons l'idée présentée dans un dossier de mon site avec simplement un liner formé de deux cônes face à face. Aurait-on un double effet de charge creuse au centre ?
    L'impression générale est que le pinch est un système très souple. Après qu'on ait fait une dépense suffisante pour se doter du générateur de haute puissance pulsée, avec beaucoup de volts, beaucoup d'ampères et un temps bref, la latitude laissée à l'imagination reste grande. Le passage du liner continu au liner à fils représente ce genre de saut qualitatif très important. Impossible avec un tokamak. Les Z-machines, les FOCUS sont des engins relativement bon marché et pleins de possibles, d'inconnu. La physique qui va avec est aussi en soi un mystère. D'autant plus qu'on monte en température.

    Quand on avait du mal à atteindre la fusion la palette de réactions envisageables était étroite. Plus haut j'imagine que des tas de choses pourraient être envisagées. Il y a bien au coeur du soleil une fusion catalysée (le cycle de Bethe). Il y a aussi la présence d'un champ magnétique dont la valeur ne pourra que s'accroître. Quand on est en régime à fort paramètre de Hall le plasma devient, microscopiquement parlant, anisotrope. Ses coefficients de transport dépendent de la direction envisagée. Comme tout est chargé dans ce bazar et que, si j'en crois Haines, même le paramètre de Hall des ions est élevé, alors tout s'enroule autour des lignes de champ. Sur le plan théorique, c'est passionnant. Au moment où dans toutes les facs les étudiants se désintéressent de la physique on voit émerger des brassées de sujets de thèses. Ce sont des phénomènes inconnus qui pourraient émerger, comme cet étrange chauffage de ions.

    Donnera-t-on en France des moyens décents pour monter des recherches dans cette voie ou laissera-t-on une fois de plus les Américains filer sous notre nez ? Les Russes ont bien saisi la possible fécondité de l'approche. C'est la raison pour laquelle il seront prêts à appuyer. Mais auprès de qui ? De quoi ? Quel silence, dans l'hexagone ! »

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