Articles sur la fusion nucléaire


10 janvier 2024
Article "Proposal of a Deuterium-Deuterium fusion reactor intended for a large power plant" Rév. A (en anglais, publié dans le journal "World Journal of Nuclear Science and Technology":
http://doi.org/10.4236/wjnst.2024.141001)

Article "Proposition d'un réacteur à fusion de type Deuterium-Deuterium, destiné à une grande centrale électrique"

Résumé : dans cet article, on recherche les conditions nécessaires pour pouvoir utiliser la fusion de type Deuterium-Deuterium (D-D) pour une grande centrale électrique. Pour l'instant et pour pratiquement tous les projets (JET, ITER…) seul le combustible Deuterium-Tritium (D-T) est considéré pour une centrale électrique. Cependant, comme montré dans cet article, même si un réacteur D-D serait nécessairement beaucoup plus grand qu'un réacteur D-T du fait de la beaucoup plus faible réactivité de la fusion D-D comparée à celle de la fusion D-T, la taille d'un réacteur D-D resterait acceptable. En effet, une centrale électrique D-D serait nécessairement grande et puissante, c.à.d. que la puissance nette électrique serait égale au minimum à 1, 2 GWe et de préférence au-dessus de 10 GWe. Un réacteur D-D est moins complexe qu'un réacteur D-T car il n'est pas nécessaire d'obtenir le Tritium depuis le réacteur lui-même. Il est proposé le même type de réacteur déjà proposé par l'auteur dans un précédent article, c.à.d. un Stellarator de type boucle magnétique en forme de “champ de course". Le fonctionnement de ce réacteur est continu.
Il est rappelé que le Deuterium est relativement abondant dans l'eau de mer, et donc constitue une source d'énergie quasiment inépuisable.
Grâce aux fusions secondaires (D-T et D-He3) qui apparaissent à un niveau appréciable au-dessus de 100 keV, le plasma peut se stabiliser autour d'un niveau d'énergie élevé (c.à.d. entre 100 et 150 keV). Le gain mécanique (Q) d'un tel réacteur augmente avec le rayon interne du tuyau, jusqu'à 4,5 m. Un rayon de 4,5 m permet un gain mécanique (Q) d'environ 17 ce qui grâce à une conversion thermodynamique moderne conduirait à convertir environ 21 % de la puissance thermique issue du réacteur D-D en une puissance nette électrique de 20 GWe. Le but de cet article est de créer un modèle physique de réacteur D-D de façon à estimer celui-ci sans l'aide d'un simulateur et finalement à estimer les dimensions, la puissance et le rendement d'un tel réacteur D-D pour différentes puissances nettes électriques. Les difficultés de la modélisation d'un tel réacteur sont listées dans cet article et seraient certainement applicables à un éventuel futur réacteur D-He3.

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La proposition résumée (en anglais, sur seulement 4 pages au lieu de 50 pages) peut être téléchargée ici Download the summarized article


9 octobre 2023
Article "Electrostatic lens sizing" Rév. C2 (en anglais)

Article "Dimensionnement d'une lentille électrostatique" Rév. C2

Résumé : le but de cette présentation est de donner quelques informations à propos du dimensionnement des lentilles électrostatiques, principalement la distance focale. Ces lentilles sont utilisées pour focaliser les faisceaux de particules. Il est proposé un petit programme et des formules prenant en compte différents paramètres (tensions et configuration) d'une façon relativement simple. Un programme en "graticiel" peut, éventuellement, aider le lecteur à mieux dimensionner les lentilles.

Cette présentation repose sur un simulateur personnel. Une explication physique du principe de focalisation est proposée. Il est ensuite expliqué pourquoi une tension négative focalisera aussi un faisceau d'ions, même si cela semble contre-intuitif. Il est aussi montré que la qualité de la convergence augmente avec l'épaisseur de la lentille.

De plus, il est décrit le comportement prévu des lentilles en présence d'une forte charge d'espace, ou en présence de deux différent types de plasma (plasma d'ions "chauds" et d'électrons "froids" et plasma de fusion neutre).

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2 février 2023
Article "Proposal of a progressive thermalization fusion reactor able to produce nuclear fusions with a mechanical gain superior or equal to 18" Rév. A1 (Rév. A en anglais, publié dans le journal "Energy and Power Engineering":
https://doi.org/10.4236/epe.2022.141003)

Article "Proposition d'un réacteur à fusion, à thermalisation progressive, capable de produire des fusions nucléaires avec un gain mécanique supérieur ou égal à 18"

Résumé : dans les réacteurs à fusion standard, principalement les tokamaks, le gain mécanique obtenu est en-dessous de 1. Par ailleurs, il y a des réacteurs à fusion de type « faisceaux en collision » (CBFR), pour lesquels la non neutralité du plasma et la charge d’espace limitent le nombre de fusions à un très petit nombre. En conséquence, le gain mécanique est extrêmement faible.

Le réacteur proposé est aussi de type « faisceaux en collision ». configuré en StellaratorIl et utilisant des faisceaux dirigés. Les ions D+/T+ ions sont injectés en opposition, avec les électrons, à hautes vitesses, de façon à former un faisceau neutre. Toutes ces particules tournent dans une boucle magnétique en forme de “0” (appelé “champ de course”). Le plasma est initialement non-thermique mais, comme attendu, il devient rapidement thermique, donc tous les états entre non-thermique et thermique existent dans ce réacteur. L’avantage principal de ce réacteur est que le plasma après avoir été porté à des conditions proches des conditions optimum pour la fusion (environ 68 keV), est ensuite maintenu dans cet état, grâce à des ions de faible énergie non thermiques (<=15 keV). Donc le coût énergétique est bas et le gain mécanique (Q) est élevé (>>1). Le but de cet article est d'étudier un type diiférent de réacteur à fusion, ses avantages (pas de courant de plasma à l'intérieur du réacteur donc pas d’instabilités disruptives et en conséquence un fonctionnement continu, un contrôle relativement simple du réacteur grâce aux injecteurs de particules) et ses défauts, en utilisant un simulateur. Les résultats trouvés sont intéressants pour d'éventuels réacteurs à fusion nucléaire capable de produire de l'énergie de façon massive, d'une manière plus propre et plus sûre que les réacteurs à fission.

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5 février 2022
Article "Summarized proposal of a progressive thermalization fusion reactor able to produce nuclear fusions with a mechanical gain superior or equal to 18" Rév. B (en anglais)

Article "Résumé d'une proposition d'un réacteur à fusion, à thermalisation progressive, capable de produire des fusions nucléaires avec un gain supérieur ou égal à 18" Rév. B

Résumé : L’avantage principal de ce réacteur est que le plasma après avoir été porté à des conditions proches des conditions optimum pour la fusion D/T (environ 68 keV), est ensuite maintenu dans cet état, grâce à des ions de faible énergie non thermiques (=15 keV) injectés en tant qu'ions de remplacement. Donc le coût énergétique est bas et le gain mécanique (Q) est élevé (=18), le fonctionnement étant continu. En outre, le contrôle principal du plasma par les injecteurs de particules (I et U) est relativement simple. Ce réacteur a été partiellement vérifié sur un simulateur.

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23 septembre 2020
Article "Usefulness of the magnetic « corkscrew » for particles beams" Rév. C (en anglais)
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27 août 2019
Article "Simulation d’un réacteur à fusion utilisant un nuage d’électrons confinés dans une bouteille magnétique" Rév. A
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19 février 2019
Article "Conclusion sur la possibilité de fusion par collision frontale dans un dispositif linéaire" Rév. 3
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22 juillet 2018
Article "Proposition d’un nouveau type de réacteur à confinement électrostatique capable de produire des fusions nucléaires avec une efficacité supérieure à 1" Rév. B
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22 juillet 2018
Article "Proposition d’un réacteur à confinement électrostatique capable de produire des fusions nucléaires aneutroniques avec une efficacité supérieure à 1" Rév. A
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Cette page a été écrite le 10 janvier 2024.