Fusion à la temperature T

[calculair]

Bonjour,

Il faut rever raisonnablement, c'est pour cela que j'ouvre cette discussion.

Je n'ai pas preciser la temperature T pour ne pas dire si c'est froid ou trés chaud.

En reprenant des données que j'espère serieuses et justes sur le net que la barrière coulombienne entrs 2 noyaux de Deuterium /Tritium est de 400 KeV.( voir http://fhqed.free.fr/cours/Phys_Plasma_4.pdf )

Cette barrière peut baisser jusqu'a des valeurs de 20 k eV par effet tunnel

Dans ces conditions et pour allumer une reaction de fusion,et en considerant le critère de Lawson, la concentration du plasma D -T doit repondre à la condition

n t = 5 * 10^19 m3 s ou t est le temps de confinement.

La temperature du plasma exprimiée en eV doit depasser les 20 k eV.

Si j'ai bien compris ce que j'ai lu, si je reussi à obtenir ces conditions, j'ai toutes les chances d'amorcer une reaction de fusion


Dans un premier temps je souhaiterai valider cette vision
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[calculair]

Bonjour,

Il faut rever raisonnablement, c'est pour cela que j'ouvre cette discussion.

Je n'ai pas preciser la temperature T pour ne pas dire si c'est froid ou trés chaud.

En reprenant des données que j'espère serieuses et justes sur le net que la barrière coulombienne entrs 2 noyaux de Deuterium /Tritium est de 400 KeV.( voir http://fhqed.free.fr/cours/Phys_Plasma_4.pdf )

Cette barrière peut baisser jusqu'a des valeurs de 20 k eV par effet tunnel

Dans ces conditions et pour allumer une reaction de fusion,et en considerant le critère de Lawson, la concentration du plasma D -T doit repondre à la condition

n t = 5 * 10^19 m3 s ou t est le temps de confinement.

La temperature du plasma exprimiée en eV doit depasser les 20 k eV.

Si j'ai bien compris ce que j'ai lu, si je reussi à obtenir ces conditions, j'ai toutes les chances d'amorcer une reaction de fusion


Dans un premier temps je souhaiterai valider cette vision

Re bonjour,

Comme je n'ai pas tout bien compris à 100% dans le demonstration du critère de Lawson qui est utilisé dans les confinements du plasma our ITER en particulier, je serais interessé de savoir si j'ai bien compris cette condition ( au moins necessaire ) pour amorcer la fusion.

20 KeV correspondrait à une temperature de 280 000 000 )K !!!!

[invite07941352]

bonjour,
Pour moi la condition d'ignition s'écrit avec le fameux triple produit :
n T t = 5 * 10^21 m-3 . keV . s
avec T entre 7 et 30 keV

[invite07941352]

re,
Oui, pour l'équivalence en température, c'est simple , on obtient 110 000° pour 10 eV et 110 000 000° pour 10 keV . Et 11 000° pour 1 eV, c'est la valeur que je retiens .

[A voir en vidéo sur Futura]

[calculair]

Bonjour catmandou,

Le chiffre que j'ai pris comme exemple est celui qui est ecrit et calculé dans le document mis en reference en haut page 11.

D'apres ce que je comprends, cela depend aussi des isotopes d'hydogène en presence.

Pour mon raisonnement, je ne pense pas que la difference que tu mentionnes presente pour mon approche une difference fondamentale. Peut être au cours de la discussion il faudra preciser les choses.

Globalement tu dis moins chaud, mais plus concentré... Le point important est je pense la temperature minimale du plasma exprimée en K eV et si cette temperature est equivalente à une vitesse ce choc

KT = Ec = q(electron) Volt donc V = K T / e

[calculair]

Bonjour,

Je vais commencer à rentrer dans des considérations sans doute plus risquées.

J'ai trouvé sur le net que le fameux Palladium est tres avide d'hydrogène. Il semble que cette avidité serait due à la constitution d'un hydrure d'hydrogène, mais ce n'est pas trés clair.

Cette avidité peut s'exprimer qu'a la temperature ordinaire et sous la pression atmospherique un volume de palladium peut absorber 900 fois son volume en hydrogène.

Cette proprièté est remarquable.

En faisant un petit calcul

Si je prends une sphère de 22,4 l de palladium, cette sphere est potentiellement capable d'absorber 900 x 22,4 l d'hydrogène

Si le nombre de d'Avogadro vaut toujours 6,02 * 10^23, cela signifie que 900 * 6,02 * 10^23 ( atome, ou molecule H² pourront être pieges dans le palladium )

soit 54 *10 ^25 atomes ( ou molecule H²) dans 22,4 dm3..... J'espère que j'ai juste, et si on pouvait preciser s'il faut dire atome ou molecule et que faire du coefficient 2 ( H = 1.2 H² )

[calculair]

En teminant le calcul.

On trouve que la densite d'atome d'hydrogène dans le Palladium serait de de 2,4 *10^28 atomes( ou H²) par m3 !!!

J'espère qu'il n'y a pas d'erreur

Bonjour,

Je vais commencer à rentrer dans des considérations sans doute plus risquées.

J'ai trouvé sur le net que le fameux Palladium est tres avide d'hydrogène. Il semble que cette avidité serait due à la constitution d'un hydrure d'hydrogène, mais ce n'est pas trés clair.

Cette avidité peut s'exprimer qu'a la temperature ordinaire et sous la pression atmospherique un volume de palladium peut absorber 900 fois son volume en hydrogène.

Cette proprièté est remarquable.

En faisant un petit calcul

Si je prends une sphère de 22,4 l de palladium, cette sphere est potentiellement capable d'absorber 900 x 22,4 l d'hydrogène

Si le nombre de d'Avogadro vaut toujours 6,02 * 10^23, cela signifie que 900 * 6,02 * 10^23 ( atome, ou molecule H² pourront être pieges dans le palladium )

soit 54 *10 ^25 atomes ( ou molecule H²) dans 22,4 dm3..... J'espère que j'ai juste, et si on pouvait preciser s'il faut dire atome ou molecule et que faire du coefficient 2 ( H = 1.2 H² )

[obi76]

Bonjour,

le critère de Lawson n'est là que pour donner une indication du rendement de la réaction, pas pour dire si c'est possible ou non. On a déjà amorcé des réactions de fusion nucléaires dans 2 autres tokamaks, mais pendant des temps très court, donc pas suffisant pour que ce soit rentable...

Pour la température c'est autre chose, mais à priori ce sont les bons ordres de grandeur oui (les 20keV / les 10^8 K).

Quant à avoir "toutes les chances d'avoir une réaction de fusion", ce n'est pas si simple : il faut un plasma extrêmement pur (pas d'impuretés), et être capable de dégager les produits de fusion suffisament rapidement pour éviter d'entraver les réactions. Pas si simple

[calculair]

Bonjour,

La remarque obi76 me parait trés interessante.

Je poursuits mon approche, en remarquant que le palladium chargé en hydrogène peut être consideré commze un plasma de densité 2,4 *10^28 atomes/m3

Cette densite est 10^8 superieure à la densité requise par le critère de Lawson....., je reconnais que ce plasma est cependant polué par la structure de palladium.

Comment evaluer alors l'influence des atome de Palladium sur le fameux critère de Lawson ?

[invite07941352]

re,
Mais alors, on ne parle plus de plasma D-T ?
Dans un plasma D-T ,à 4.10^28 particules et par exemple à 12 kev, le temps de confinement de 1/100 de microseconde suffit .Mais on se retrouve avec des pressions énormes , des millions d'atmosphères et le système est explosif .

[calculair]

Bonjour,

C'est là le commencement du problème

Si on charge le palladium avec un melange de D et T Les densités atteintes sont dans les ordres de grandeurs necessaires à la fusion....Il reste à trouver l'allumette...

[calculair]

bonjour,

Je propose comme allumette un isotope radioactif "Alpha" qui ejecte les noyaux d'helium avec des energie de plusieurs centaines de keV.

J'ai l'impression que les conditions d'une fusion sont reunis ( mais pas sans doute les conditions d'une reaction continue )

Qu'en pensez vous ?

[invite07941352]

Re,
Pourquoi les méthodes de chauffe classiques ne seraient elles pas opérationnelles ?
Le rôle des impuretés est très mauvais, surtout avec les matériaux lourds . A des taux de moins de 1%, elles peuvent rendre l'ignition impossible dans les machines connues.

[invite23876543123]

re,
Oui, pour l'équivalence en température, c'est simple , on obtient 110 000° pour 10 eV et 110 000 000° pour 10 keV . Et 11 000° pour 1 eV, c'est la valeur que je retiens .

Environ 11 000°C pour accélérer un électron dans une différence de potentiel de 1 Volt ... ça me laisse dubitatif, n'existerait-il pas d'autres manière de faire de la fusion thermonucléaire ?

@Calculair : utilise plutôt du Ni comme Rossi (tu vois ça rime) !!!

[calculair]

Bonjour,

Que vient faire ici le Ni ? quelle proprièté Rossi tente d'utiliser ?

[invite23876543123]

Désolé je sais pas mais Rossi dit utilisy du Ni pour faire de la fusion, bon froide soi-disant mais oublie c'était juste une blague de mauvais goût ... !

[calculair]

Bonjour,

J'avoue ne pas avoir compris la blague... pas grave.

A ce stade, j'aimerai comprendre pourquoi, une electrode de Palladium chargée d'hydrogène ne chauffe pas du fait de quelques fusions spontanées provoquées par des elements radioactifs, ou une exitation par rayons cosmiques, ou par des perturbations de plusieurs keV.

Il y a un truc qui m'echappe, sans doute dans le critère de Lawson, pourquoi catmandou, attire l'attention sur la pollution des plasmas par des atomes lourds.

A priori on est bien au dessus des concentrations requises, donc dés la première fusion, l'energie liberée devrait provoquer des fusions locales, jusqu'a disloccation du palladuim.
Je comprends que les atomes lourds aborbent une bonne part de l'énergie.

[invite07941352]

Bonjour,
Il me semble que l'on ne démarrera pas un processus de fusion avec quelques fusions aléatoires comme on peut en obtenir en labo, par exemple , quand on fait des mesures de section efficace.
Il faut une cible où l'agitation thermique correspond à l'énergie des particules incidentes pour ne plus perdre, en moyenne, d'énergie lors des collisions avec les noyaux cibles ou leurs électrons .
Donc un mélange va commencer à fusionner vers 1 (?) ou 10(?) millions de degrés . C'est ce qui se produit dans les étoiles .

[invite23876543123]

Et avec le LHC ne pourrait-on pas faire de la fusion D + D ?

[calculair]

Bonjour,

Si j'ai compris le principe du critère de Lawon, et suite aux conditions de fusion dans les etoiles, c'est la temperature qui agite les atomes et c'est energie cinetique qui permet de franchir la barrière Coulombienne.

Cette energie E = KT = 1/2 masse atome * V².

La vitesse des atomes ou des ions peut être produite autrement que par la temperature du milieu. Le champ electrique peut servir à accelerer les ions, on peut utiliser aussi des noyaux radioactifs qui expulsent des noyau d'helium sous des vitesses tres elevés, ( plusieurs centaines de MeV ).

Si ces particules ainsi lancées à grande vitesse rencontre un noyau He, ou D ou T, une reaction de fusion est a priori possible.

Le maintient de la reaction va dependre de la concentration et des effets de la reactions declenchées. Les conditions de maintient ne sont pas abordées ici. Ce que je cherche à valider est la reaction initiale.

Bonjour,
Il me semble que l'on ne démarrera pas un processus de fusion avec quelques fusions aléatoires comme on peut en obtenir en labo, par exemple , quand on fait des mesures de section efficace.
Il faut une cible où l'agitation thermique correspond à l'énergie des particules incidentes pour ne plus perdre, en moyenne, d'énergie lors des collisions avec les noyaux cibles ou leurs électrons .
Donc un mélange va commencer à fusionner vers 1 (?) ou 10(?) millions de degrés . C'est ce qui se produit dans les étoiles .

[invite07941352]

Bonjour,
J'envoie un faisceau d'ions accélérés sur une cible froide : quelques particules vont produire une réaction de fusion .
J'ai un tas de minerai d'Uranium naturel : quelques fissions vont se produire de temps à autre en son sein, peut être même à la surface de mon jardin si je suis patient .

[calculair]

bonjour,

Tu valides donc, ma vision. Je m'en doutais à 99% ,Le 1% qui me manquait est le fait que je ne suis pas spécialiste en energie nucleaire.

Maintenant que l'allumette fonctionne, il faut etudier les conditions pour que la 1° fusion, ( ou fission) puisse en provoquer au moins une autre , ou mieux plusieurs autres, jusqu'a utilisation d'une bonne part des atomes candidats à ces reactions placés aux voisinage immediat.

C'est ma vision des choses.... ( je pense compte tenu ce qui précède, je dois avoir juste à 99,5 à 99,9% !)

[obi76]

Bonjour,

c'est assez délicat, la thermodynamique habituelle est très très loin d'être applicable dans des conditions aussi hors équilibre.

Pour préciser, c'est effectivement la vitesse des particules entre elles qui permettra de franchir la barrière coulombienne. C'est pour ça que plusieurs choix s'imposent :
- particule / cible fixe : on arrive à faire des différences de vitesses très grande par bombardement
- particule / particule : il faut arriver à les faire collisionner à très forte vitesse entre elles (LHC / tokamak / étoile). Pour les tokamaks, on a un libre parcours moyen de l'ordre de la vingtaine de km, c'est dire... Et puis si toutes les particules vont dans la même direction, il ne se passera pas grand chose. C'est assez délicat. Pour les étoiles, les conditions de pression sont telles que la probabilité de fusion (la section efficace de collision restant la même) est beaucoup plus élevée, d'où un meilleur rendement.

[invite07941352]

Re,
Bon alors, on valide sans valider tout en validant ...
Jusque là, on n'engage pas trop les crédits payés par le contribuable ...
Oui mais, et maintenant, qu'est ce qu'on fait ?

[obi76]

Quelle est la question exactement ? ^^

[calculair]

Bonjour,

Il semble que vous soyez méfiants..... car le sujet est délicat et pafois polémique.

J'essaie moi aussi d'être aussi rigoureux que possible, même si le sujet est délicat.

C'est pour cela que j'essaie de valider des points d'etape, qui permettront de faire la part du rêve et de la realité.

Voici une proposition tridimensionnelle

voir pièce jointe

[LPFR]

Bonjour.
J'ai regardé sur le net (rapidement) et je trouve que la maille du palladium est 3,89 et celle (extrapolée) du PdH est de 4,09.
Ceci est en accord avec mon expérience que l’absorption d'hydrogène par le palladium démolit la structure cristalline.
Il serait donc prudent de vérifier les données du dessin.
Au revoir.

[calculair]

bonjour,

j'ai en effet lu egalement que le Pd avait tendance à gonfler un peu.

Je vais voir si je trouve des infos plus précises.

Le principal est que les ordres de grandeurs ne soient pas trop modifiés

[calculair]

Bonjour

En reprenant la maille du Pd, mais en la glonflant un peu pour la porter comme le faisait remarquer LPFR à 40 *10^-11 m


Le rayon d'un atome d'hydrogène est de l'ordre de 5*10-11m

La section de cet atome est de l'ordre 2,5 ² * 3,14 * 10 -22 = 19 * 10^-22 m²

La distance entre 2 atomes d'hydrogène dans le cristal est environ de 1,4* 40*10^-11 = 56*10 -11 m

L'angle solide sous lequel est vu l'atome d'hydrogène du plus proche voisin et

A = 19 *10^-22 / 56² *10-22 = 0,34 srd


Comme il y a 8 atomes hydrogéne au voisinage, la probabilité de tirer une particule vers un atome voisin serait 8*0,34 / 4 Pi = 0,2


soit environ 1 chance sur 5

[invite07941352]

Re,
Ceci, si je ne me trompe pas , c'est purement de la géométrie . Que voulez vous en déduire de plus ?