Fusion inertielle par lasers

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Fusion inertielle par lasers

Message par WizardOfLinn » 08 mars 2012, 12:37

Il parait possible que le NIF (National Ignition Facility) atteigne un "break-even" cette année en fusion par confinement inertiel.
Il s'agit du seuil à partir duquel le plasma rayonne plus d'énergie que n'en a nécessité sa production.

http://www.nature.com/news/laser-fusion ... ne-1.10175

Le LLNL commence donc à anticiper sur ce que pourrait être un réacteur à fusion inertielle électrogène, avec le projet LIFE.
https://lasers.llnl.gov/about/missions/ ... ture/life/
https://life.llnl.gov/
Il s'agit de miniaturiser l'énorme installation de lasers du NIF en utilisant des diodes lasers...

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Re: Fusion inertielle par lasers

Message par Rod » 08 mars 2012, 12:52

C'est rigolo, je viens juste d'assister à une soutenance de these sur le sujet :D
"Étude expérimentale du transport d'électrons rapides dans le cadre de l'allumage rapide pour la fusion inertielle"

Faut pas trop s'enflammer; pour les plus optimistes, peut être dans 40ans, pour tous les autres, jamais...
moins vite, moins loin, moins souvent: le transport post PO
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Re: Fusion inertielle par lasers

Message par WizardOfLinn » 08 mars 2012, 13:25

Les précautions d'usage sont bien dans l'article de Nature, qui ne manque pas d'inciter à la prudence sur la viabilité économique, et même technique, de ce type de système.
De plus, on ne parle probablement que d'un "break-even" de laboratoire, prenant pour référence l'énergie du faisceau entrant dans le hohlraum.
Mais il n'y a pas si longtemps, la fusion inertielle était encore très loin derrière la fusion magnétique en Tokamak.

Manips de décembre de 2011 :
Energie injectée dans le hohlraum : 1.41 MJ
=> production de 7*10^14 neutrons de fusion
A 17.6 MeV par réaction, ça fait environ 2 kJ.
Soit G = 0.14%

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Re: Fusion inertielle par lasers

Message par kercoz » 08 mars 2012, 19:56

Pouvez rèver , mais c'est juste une pompe a subv.
J'ai bossé sur la fusion "géné Rioux" ds les années 70 à Orsay ....concurrent Français du Tokamak de l'époque ...et 40ans etait deja le délais invoqué !
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Re: Fusion inertielle par lasers

Message par energy_isere » 13 févr. 2014, 10:38

Les Américains franchissent une étape vers la fusion nucléaire

12 Fev 2014 Le Figaro

Avec la promesse d'une énergie abondante et inépuisable, les spécialistes de la fusion thermonucléaire semblent tenir entre leurs mains une solution idéale aux enjeux énergétiques et climatiques de notre planète. Un espoir qui a notamment suffi à financer le projet international Iter, en construction à Cadarache dans le sud de la France, d'un coût total de 15 milliards d'euros.

Le seul hic, et il est de taille, c'est que personne n'a réussi à ce jour à prouver la faisabilité technique d'un réacteur de fusion nucléaire, qui passe obligatoirement par la capacité de produire plus d'énergie que ce qui a été introduit dans la machine. Les physiciens américains du laboratoire national Lawrence Livermore, en Californie, n'ont pas encore atteint ce Graal. Mais ils ont franchi une étape cruciale en obtenant un début de réaction en chaîne, une sorte de début «d'allumage » auto-entretenu des réactions de fusion.

Entre bombe H et Soleil

Alors que les réacteurs électronucléaires comme ceux du parc d'EDF en France utilisent le principe de la fission, en brisant de lourds noyaux d'uranium pour produire de l'énergie, les projets de fusion, comme leur nom l'indique, tentent de faire fusionner entre eux des noyaux légers d'isotopes de l'hydrogène, du deutérium et du tritium. Si l'on écoute un promoteur de la technologie, cela revient à contrôler la source d'énergie des étoiles, alors que les adversaires mettent en avant les similarités avec le fonctionnement d'une bombe thermonucléaire. Tous ont en fait raison, même si l'expérience américaine, telle qu'elle est publiée jeudi dans la revue Nature, est plus proche de la bombe H que du Soleil.

Omar Hurricane et ses collègues californiens travaillent sur une installation, le National Ignition Facility (NIF), construite par le département américain de l'Énergie (DOE) pour valider la sûreté des bombes nucléaires américaines après l'arrêt des essais nucléaires en 1992. Une installation similaire est en cours de finition en France, le Laser Mégajoule, près de Bordeaux. Elle poursuit les mêmes objectifs que le NIF et devrait être mise en service avant la fin de l'année par le CEA.

« Ce n'est pas encore l'ignition, ils produisent moins d'énergie que tout ce qui est mis dans le système».
David Campbell, directeur des opérations plasma d'Iter

Le NIF américain rassemble 192 lasers d'une puissance cumulée de 1,9 MJ (mégajoules) dans un immeuble grand comme trois stades de football. Les 192 faisceaux de ces lasers émettant dans l'ultraviolet sont concentrés au même endroit, dans un petit cylindre en or de quelques centimètres de long à l'intérieur duquel se trouve la cible : une bille de combustible nucléaire de 2 mm de diamètre composée de deux formes de l'hydrogène, du deutérium et du tritium. C'est l'énergie simultanée déposée par tous les lasers autour de la cible qui sert à la comprimer de manière très violente, et doit faire grimper sa température vers la centaine de millions de degrés nécessaire pour faire démarrer les réactions de fusion.

Enfin, c'est ce qui devrait se passer en principe… Mais depuis la mise en service du NIF en 2009, les physiciens américains n'ont jamais réussi à atteindre «l'ignition », terme décrivant le moment où l'énergie produite par les réactions de fusion dépasse celle consommée par les lasers. Un échec cuisant qui a fait peser de gros doutes sur la pertinence d'une installation qui avait tout de même coûté près de 4 milliards de dollars. Le programme a néanmoins été poursuivi en 2012, avec des objectifs plus modestes, et a enfin réussi à se rapprocher du but en septembre 2013. En faisant monter les lasers en puissance plus rapidement, les physiciens américains ont enfin réussi à produire plus d'énergie que ce qui avait été reçu par la petite bille de combustible nucléaire. «Ce n'est pas encore l'ignition, ils produisent moins d'énergie que tout ce qui est mis dans le système, puisqu'on ne compare l'énergie produite qu'avec la petite fraction qui a réussi à pénétrer dans la cible, précise David Campbell, directeur des opérations plasma d'Iter. Mais c'est tout de même un résultat très prometteur puisque des réactions de fusion ont bien été déclenchées, et qu'il y a eu un début de chauffage interne par ces réactions dans la cible.» Les chercheurs américains semblent donc sur une bonne voie, et retrouvent l'espoir de se servir du NIF pour valider leur arsenal nucléaire.

C'est probablement aussi une bonne nouvelle pour le Laser Mégajoule français, dont la pertinence était mise en cause par l'absence de résultats du NIF, qui explore la même voie avec quelques années d'avance. Mais la Direction des applications militaires du CEA a refusé de commenter le résultat rendu public par ses homologues américains.

En revanche, cette avancée ne permet absolument pas de dire si Iter sera un succès et si l'on sera un jour capable d'exploiter l'énergie de la fusion. «La technologie d'Iter est beaucoup trop différente de celle du NIF pour que nous puissions en tirer un quelconque enseignement », reconnaît David Campbell. Alors que le NIF tente de comprimer une bille minuscule de 2 mm de diamètre, Iter va chauffer un plasma dans un anneau d'un volume d'un millier de mètres cubes, en le confinant grâce à de puissants champs magnétiques.
http://www.lefigaro.fr/sciences/2014/02 ... leaire.php

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Re: Fusion inertielle par lasers

Message par energy_isere » 13 févr. 2014, 10:43

autre article dans rtl.be

USA: exploit inégalé, mais modeste, dans la course à la fusion nucléaire
.......Comprimée par ce soudain bombardement, la capsule devient 35 fois plus petite, "comme si on débutait l'expérience avec un ballon de basket et qu'on finisse avec un petit pois", à tel point qu'elle implose et que le combustible s'effondre sur lui-même pour fusionner, explique la chercheuse.

"La pression générée sur ce tout petit point est 150 milliards de fois plus forte que celle de l'atmosphère terrestre, avec une densité 2,5 à 3 fois supérieure à celle qui règne au coeur du Soleil", ....

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Re: Fusion inertielle par lasers

Message par energy_isere » 13 févr. 2014, 18:01

Vous ne pouvez pas consulter les pièces jointes insérées à ce message.

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Re: Fusion inertielle par lasers

Message par kercoz » 13 févr. 2014, 18:05

Le deuterium et le tritium sont les éléments prévus pour la fusion nucléaire ...dans l' oeil !
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Re: Fusion inertielle par lasers

Message par alga » 19 août 2021, 11:34

La National Ignition Facility bat de nouveaux records de production d’énergie par fusion nucléaire:

https://trustmyscience.com/national-ign ... nucleaire/

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Re: Fusion inertielle par lasers

Message par kercoz » 19 août 2021, 12:05

energy_isere a écrit :
13 févr. 2014, 10:43
autre article dans rtl.be

USA: exploit inégalé, mais modeste, dans la course à la fusion nucléaire
.......Comprimée par ce soudain bombardement, la capsule devient 35 fois plus petite, "comme si on débutait l'expérience avec un ballon de basket et qu'on finisse avec un petit pois", à tel point qu'elle implose et que le combustible s'effondre sur lui-même pour fusionner, explique la chercheuse.
Curieux, j'avais un prof. de Physique qui était chercheur et bossait sur la détérioration des pales des turbines qui présentaient des trous inexpliqués :
Il a montré que ce sont les bulles d'air qui creusait l' acier spécial....avec ce même principe : Des bulles grosses comme une balle étaient propulsées vers le fond et diminuaient de volume avec la pression. Il démontrait que ces bulles avaient une énergie correspondante à la masse d'eau du départ (surface/grosse bulle). Propulsées à gdes vitesse, cs micro bulles pouvaient arracher des molécules d'acier.
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Re: Fusion inertielle par lasers

Message par WizardOfLinn » 14 juil. 2022, 10:53

Tiens, ce sujet est toujours là.
Bon, ça a pris 10 ans de plus, mais avec le tir de l'année dernière, on y est (au "break even" de laboratoire).

C'est un peu technique, mais au cas où cela intéresse quelqu'un, un article de Nature de mars 2022 est disponible ici :
https://www.nature.com/articles/s41567-021-01485-9.pdf
Cet article a été rédigé essentiellement avant le tir du 8 août 2021, qui est évoqué dans la conclusion.
Pour ce dernier tir, le gain de fusion rapporté à l'énergie injectée dans la cavité est de 0.7, mais rapporté à l'énergie absorbée par la cible, le gain est de l'ordre de 6. Il y a toujours des marges d'optimisation sur la géométrie de la cavité, la qualité de fabrication de la cible, etc.

C'est surtout un résultat scientifique intéressant pour l'instant. Pour fixer les idées, il faut encore gagner un facteur 100 pour que cela puisse éventuellement devenir une source d'énergie viable. La filière Tokamak a toujours de l'avance.

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Re: Fusion inertielle par lasers

Message par energy_isere » 14 juil. 2022, 11:14

Merci.
Le résumé en tête d'article :

In a burning plasma state1–7
, alpha particles from deuterium–tritium fusion reactions redeposit their energy and
are the dominant source of heating. This state has recently
been achieved at the US National Ignition Facility8 using
indirect-drive inertial-confinement fusion. Our experiments
use a laser-generated radiation-filled cavity (a hohlraum) to
spherically implode capsules containing deuterium and tritium
fuel in a central hot spot where the fusion reactions occur. We
have developed more efficient hohlraums to implode larger
fusion targets compared with previous experiments9,10. This
delivered more energy to the hot spot, whereas other parameters were optimized to maintain the high pressures required
for inertial-confinement fusion. We also report improvements
in implosion symmetry control by moving energy between
the laser beams11–16 and designing advanced hohlraum geometry17 that allows for these larger implosions to be driven at
the present laser energy and power capability of the National
Ignition Facility. These design changes resulted in fusion powers of 1.5 petawatts, greater than the input power of the laser,
and 170 kJ of fusion energy18,19. Radiation hydrodynamics simulations20,21 show energy deposition by alpha particles as the
dominant term in the hot-spot energy balance, indicative of a
burning plasma state.

C'est à Livermore, Californie.

il ya cette page : https://www.pmi.org/learning/library/na ... %20science. qui présente cette installation scientifique.
La construction s'est terminée en 2009 et ça a couté 3.5 milliards de dollars.

Une brève page sur le Wikipedia en Français : https://fr.wikipedia.org/wiki/National_ ... n_Facility

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Re: Fusion inertielle par lasers

Message par GillesH38 » 14 juil. 2022, 11:35

WizardOfLinn a écrit :
14 juil. 2022, 10:53

C'est surtout un résultat scientifique intéressant pour l'instant. Pour fixer les idées, il faut encore gagner un facteur 100 pour que cela puisse éventuellement devenir une source d'énergie viable. La filière Tokamak a toujours de l'avance.
on a eu un exposé sur le projet ITER à Grenoble, jusqu'ici on disait toujours que ça produirait de l'énergie "dans 30 ans", mais le conférencier a plutot parlé de "dans 50 ans".


A mon avis ça ne rendra jamais tout l'argent qu'on y a investi.
Zan, zendegi, azadi. Il parait que " je propage la haine du Hamas".

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Re: Fusion inertielle par lasers

Message par WizardOfLinn » 14 juil. 2022, 11:46

Possible. C'est de la recherche technologique qui peut échouer.
Ca stimule quand même le développement de techniques qui peuvent être utiles ailleurs (supraconducteurs par exemple). Quand au NIF et au LMJ, ces installations ont d'autres applications que la recherche sur la fusion contrôlée.

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Re: Fusion inertielle par lasers

Message par energy_isere » 14 juil. 2022, 12:42

WizardOfLinn a écrit :
14 juil. 2022, 11:46
Quand au NIF et au LMJ, ces installations ont d'autres applications que la recherche sur la fusion contrôlée.
ah oui, lire la page Wikipedia
:idea:
Le NIF a des usages multiples. Cependant, ses deux fonctions principales sont le test des armes nucléaires des États-Unis et les expériences liées à l'énergie de fusion.

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