WO1991016713A1 - Procede et dispositif pour produire de l'energie de fusion a partir d'une matiere fusible - Google Patents

Procede et dispositif pour produire de l'energie de fusion a partir d'une matiere fusible Download PDF

Info

Publication number
WO1991016713A1
WO1991016713A1 PCT/FR1991/000305 FR9100305W WO9116713A1 WO 1991016713 A1 WO1991016713 A1 WO 1991016713A1 FR 9100305 W FR9100305 W FR 9100305W WO 9116713 A1 WO9116713 A1 WO 9116713A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tube
fusible material
core
fusion
energy
Prior art date
Application number
PCT/FR1991/000305
Other languages
English (en)
Inventor
Jean-Pierre Vigier
Michel Rambaut
Original Assignee
Ampere
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ampere filed Critical Ampere
Publication of WO1991016713A1 publication Critical patent/WO1991016713A1/fr

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21B—FUSION REACTORS
    • G21B3/00—Low temperature nuclear fusion reactors, e.g. alleged cold fusion reactors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/10—Nuclear fusion reactors

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for ⁇ producing fusion energy from a fusible material.
  • ible material shall mean a material formed a dense place mi ⁇ or condensed containing ions and free electrons (as opposed to a plasma or gas, dominated by pure interac ⁇ tions by collisions), typically a liquid medium under normal conditions of temperature and pressure, and where there are nuclei capable, once the medium is put in condition, of reacting with one another by a phenomenon of nuclear fusion.
  • the fuse material may - for example - be made of heavy water D 9 0, a mixture of heavy water and D 9 0 tritiated water l ⁇ 2 0 or other varied compounds; it will be noted that, depending on the case, the fusible material can have either a high resistivity (like heavy water), or a low resistivity (for example in the case of a compound such as a solution of lithium in l 'heavy ammonia, approximate formula Li (ND 3 ) 4 ).
  • One of the techniques tried consists in trying to confine a fairly hot plasma for a fairly long time so as to satisfy 0 the Lawson criterion, the most important achievements being the tokamaks.
  • the other is the technique of inertial implosion of a fuse mass of material using a laser beam or a charged particle beam, tj ically of light ions.
  • the present invention proposes to produce fusion energy by relying on a different concept, which until now has only been studied under the theoretical aspect or at the level of particle physics, and which is that of impact merger.
  • the basic idea of impact fusion consists in sending to a target forming a macroscopic volume of fusible material (hereinafter called “fusible material volume”) another volume of fusible material (hereinafter called “core” of fusible material ”), accelerated to a speed (hereinafter referred to as“ hypervelocity ”) making it possible to overcome the Coulomb forces between the ions of fusible material ( + D, + T, 3 He, etc.).
  • This impact allows, thanks to a locally complete conversion of the fuse medium He nuclei helium in pro ⁇ tones and neutrons, creating a detonation wave thermonuclear l ⁇ Cleaire.
  • thermonuclear detonation wave was developed in particular by Friedwart Wittenberg in two articles entitled Thermonuclear Detonation Waves, published in Atomkernenergie- Kerntechnik, Bd. 39 (1981), Lfg. 3 (the Part I) and Lfg. 4 (part 2).
  • the implementation of DD fusion reactions by collision was carried out on the scale of small aggregates comprising a few hundred molecules of D 2 0 by RJ Beuhler, G. Friedlander and L. Friedman, who- related this experience in an article published in Physical Re ⁇ iew Letters, volume 63. n ° 12 of September 18, 19S9, page 2 ⁇ 1292 and entitled Cluster-Impact Fusion.
  • the present invention proposes to produce fusion energy on a macroscopic scale from the concept of impact fusion, but using, to bring the projectile of fusible material into hypervelocity, means entirely different from the complex and expensive systems which had been tested or imagined so far for this purpose.
  • This invention is based on various experiments, including that of Beuhler et al. (supra), as well as on the concepts relating to fusion reactions that can be deduced from these experiments.
  • FIG. 1 a device called a “water-arc gun”, illustrated diagrammatically in FIG. 1, essentially comprising a metal tube 1 forming a cannon, containing water 2 and a projectile 3.
  • a electrode 4 is 0 placed at the bottom of the tube 1 and connected to one of the electrodes 5 of a capacitor bank (typically forming a capacity of a few microfarads charged to a few tens of kilovolts), the other electrode 6 of which is connected to the 1.
  • a metal tube reinforced epoxy glass block secured isolation electric between the metal tube 1 and ⁇ the electrode 4.
  • the water core remains cold, which excludes any possibility of accounting by thermodynamics for the kinetic energy acquired by the projectile.
  • angles ⁇ m , o n and ⁇ being those defined in FIG. 2, which describes the relative positions of the two current elements.
  • the original idea of the present i .n 6vention is used as the liquid medium receiving the high intensity electric discharge either water H 2 0 but heavy water D 2 0, a heavy water mixture D 2 0 and tritiated water T 2 0, or another compound body containing ibles fusible cores (that is to say a “fusible material” in the sense explained above) and using the considerable pressure developed by the discharge to accelerate at hypervelocity this no3'au of fusible material and make it strike a target of fusible material (heavy water D 2 0, tritiated water T 2 0, mixture of heavy water and tritiated water, deuteride of (TiD titanium, TiT titanium tritide, etc.) so as to trigger a fusion reaction by impact of the core of fusible material against the volume of fusible material.
  • a target of fusible material dasheavy water D 2 0, tritiated water T 2 0, mixture of heavy water and tritiated water, deuteride of (TiD titanium, TiT titanium tritide, etc
  • the method of the invention comprising: introducing a tube into a liquid core material fusiform l ⁇ ble; applying to this core of fusible material an impul ⁇ sional discharge of electric current producing within it an electrodynamic pressure causing its expulsion in hypervi ⁇ tess out of the tube; causing the nucleus thus expelled to collide with a volume of fusible material to trigger a fusion reaction; and recover the energy produced by this fusion reaction.
  • the merger obtained by implementation of the principle of the invention is a fusion "cold", since it is absolutely not necessary to raise the temperature of the fusible core material or the volume of fusible material to con- siderable ⁇ values, as we must do when based on the concepts of containment or inertial implosion; the invention allows par ⁇ ticular trigger the fusion reaction with a fusible core material and a volume of material fuse "cold" in the liquid phase.
  • the Coulomb barrier is overcome, preventing the approach of the atomic nuclei by the sole effect of hypervelocity, not by intense thermal agitation of the mass of fusible material.
  • the Coulomb barrier is lowered, for the ion lightweight core inci ⁇ tooth, by the presence of bound electrons to the other lightweight core.
  • the core of fusible material can be introduced into the tube by injection into the latter, in particular by simultaneous introduction of two half-cores inside the tube by the two respective opposite ends of this tube, this introduction preferably being effected by means of an arc gun in the Likewise, the volume of fusible material can be brought to the point of collision with the core of fusible material by ejection in the direction of this point, this ejection being preferably, here again, carried out by means of an arc gun in water.
  • a screen is formed around the point of collision of the core with the volume of fusible material by ejection of a neutron retarding liquid in the direction of the point of collision, this éjec ⁇ tion being preferably carried out by means of a plurality of ca ⁇ nons arc in water arranged on the periphery of the combustion chamber.
  • Energy recovery can be carried out in several ways, which are known per se, in particular: thermodynamically, from the hot source constituted by the plasma produced by the fusion reaction; magnetohydrodynamically, from the ejected plasma produced by the fusion reaction; or alternatively chemically, by dissociation of water into hydrogen and oxygen by the plasma produced by the fusion reaction.
  • the pulse discharge- - It is applied by a pair of terminals isolated from the tube and available at the two ends of the latter on diametrically opposite generators, so as to produce current lines within the fusible material introduced into the tube. essentially ⁇ oriented along the axis thereof.
  • the tube is open at its two ends, opening on each side onto a combustion chamber, each of the combustion chambers having its own means for placing a volume of fusible material in the path of the respective half-core expelled so as to to trigger a collision reaction by collision.
  • the line along which all the points A to E are aligned is connected for high energies, that is to say towards 10 6 eV, to the curve of the variations of ⁇ v> as a function of the energy of deu- tons for DD collisions obtained using part accelerators ⁇ .2> ticles (solid line curve marked DD in Figure 3).
  • FIG. 4a to 4e illustrate the principle of ejection of the fusible material by electric discharge according to the invention
  • - Figure 5 is a schematic view of the produc ⁇ tion of fusion power device according to the invention.
  • FIG. 6 illustrates in detail, by way of non-limiting example, a possibility of structure of one of the arc guns in the water used by this device
  • FIG. 7 illustrates an embodiment comprising devices additional water injection and spraying
  • FIG. 8 illustrates, schematically, an embodiment allowing the production of an alternating current output.
  • the original idea of the invention con ⁇ sists using the Ampere force developed within a fuse material core to eject it by hypervelocity against a target material fuse to trigger an impact fusion reaction.
  • Figure 4 illustrates the manner characteristic of the invention, to carry out this ejection hypervelocity.
  • Figure 4a was charged with a fusible core material N 0 within a cylindrical insulating tube 10 provided with two conductive terminals 11, 12 in contact with the liquid core N 0 , ⁇ the spacing of the terminals being chosen so as to come into contact with the latter as close as possible to its ends.
  • the pulsed discharge current (4c) is obtained by means of a power source 13 for example comprising a capacitive storage 14 in series with an inductance I ⁇ and a rapid closing device of the circuit 16, the assembly being mounted between terminals 11 and 12.
  • the capacitive storage 14 is advantageously made of a Marx generator in which, so as in itself known, a capacitor bank is gradually charged in parallel and discharged in series abruptly.
  • a capacitor bank is gradually charged in parallel and discharged in series abruptly.
  • the inductance l ⁇ in series with the capacitor 14 it serves to give the discharge current the appearance of a sinusoid arch damped with the desired pulsation ⁇ ; in other words, it makes it possible to adjust the time constant of the current discharge.
  • the tube being open at its two ends, during the discharge the no ⁇ at N Q splits into two half-cores j and N 0 , as illustrated in FIG. 4d. Specifically, the portion of the liquid mass closest to the electrode 11 is expelled through the left end of the tube (with the drawing conventions), and the portion of the liquid mass closest to the electrode 12 is expelled to the right end of the tube.
  • the two half-nuclei N- and N 2 have acquired equal and opposite axial speeds which can typically reach values of the order of 100 to 200 km s (these values not being limiting ).
  • the targets of fusible material N 3 and N 4 can be of very varied natures, both in their composition and in the manner of placing them in the trajectory of the cores of fused material.
  • the volumes of fusible material N 3 and N may themselves be nuclei ejected towards the tube from a distant point, meeting the nuclei N_ and N 2 .
  • the conditions of the discharge will be chosen so that the electrodynamic pressure inside the core N 0 remains moderate enough to trigger only a negligible number of fusion reactions within this core N 0 .
  • the core N 0 consists for example of only heavy water, while the cores N 3 and N 4 which receive its impact can consist for example of a mixture of heavy water and tritiated water .
  • nuclei N 3 and N 4 which are projected at a much lower speed, can be given a greater mass than that of the nuclei N j _ and N 2 (which in fact only serve to the initiation of the reaction) given l ⁇ considerable pressure developed during discharge, the use of a tube open at both ends, so health expul ⁇ two half-cores in reverse, appears necessary, use a cannon to bow in the water of the same type as the pro ⁇ posed by Graneau can not resist pressure electrodynamic 0 considerable namic necessary to achieve the required speeds of about 100 to 200 km / s.
  • this configuration is perfectly usable for ejecting the nuclei N 3 and N 4 , which are expelled at much lower speeds, therefore with a much less energetic discharge.
  • n use only one of these nuclei to strike a target.
  • This injection of the half-nuclei N 01 and N 02 can be carried out by
  • the ejection speed can be arbitrary, even very low, the only important point being to develop a sufficient Ampere force to allow, by necking effect, a satisfactory cohesion of the projectiles formed by the nuclei N 01 and N 0 .
  • the hypervelocity obtained at the outlet of the tube essentially depends on the effective intensity of the discharge current and the energy supplied by this discharge.
  • I 0 is the effective intensity of the discharge current
  • This installation comprises, essentially, two similar 17 combustion chambers, of sufficient thickness to confine the ex ⁇ plosion produced by the fusion reaction.
  • the angle ⁇ of the axis of the barrel 40 relative to the axis of the tube 10 is preferably quite small, of the order of 10 °, the only constraint being in fact that the nuclei N 3 and N 4 are found well in the center 21 of the combustion chamber, therefore in the axis of the tube 10, at the moment when the two cores N_ and N 2 arrive at this same central point 21.
  • the guns 30 and 40 can be devices of the same type as that described by Graneau in the aforementioned document, but in which the projectile is replaced by a simple droplet of fusible material.
  • Each of these devices can comprise, by way of nonlimiting indication, as illustrated in more detail in FIG. 6, a metalli ⁇ tube 32 constituting a first electrode, into which heavy water or a mixture of heavy water is introduced and tritiated water by an injection line 33.
  • the tube bottom comprises an axial rod 34 seconds forming an electrode, insulated from the tube by a suitable sleeve
  • the rod 34 is connected to a base plate 36, and it connects the tube 32 and the base plate 36 with two plates of a capacitor 37 selectively switched by a switch 38.
  • the two arc-in-water guns 30 inject the two half-cores of fusible material N 01 and N 02 into the combustion chambers, at identical speeds.
  • two other cores N 3 and N 4 are used to inject the water cannons 40 into the water 40 to form the target of fusible material.
  • the ins ⁇ as -speed and ejecting are as these nuclei N 3 and N 4 is l ⁇ are each substantially in the center 21 of the chamber upon the encounter of the N 01 and N 02 nuclei in the corridor communication.
  • the core N 0 formed in the tube then receives the discharge of the capacitive stoc ⁇ kage (closure of switch 16), which will divide it
  • This device consists advantageously sprinkling of a plurality of arc guns in water ⁇ O, similar in structural
  • Triggers arc guns in the water 30 and 40 and those of 5 arc guns in water 50 injecting the water screen will be suitably shifted in time so that this screen inter ⁇ Calaire homogeneous.
  • the portion E --_ (e.g., approxi ⁇ mately cylindrical symmetry) is created using arc guns in the water tubes 50 which are distributed uniformly over the periphery of the chamber, such a device providing precise placement, I ⁇ in space, water constituting the screen, and whose part E 9, located on the surface of the chamber, can be advantageously created under pressure water admitted into the chamber by a suitable number of quick opening valves 5 ⁇ pipes water injection.
  • These pipes provided with nozzles opening substantially tangentially to the wall of the chamber, are here, evenly, distributed regularly around the periphery of the chamber in a cylindrical symmetry around the axis of the electrodes.
  • the recovery of the energy released by the fusion reaction can be done in several ways.
  • ⁇ A first way is to recover the energy thermodynamically.
  • the water screen interposed between the fusion plasma and the wall of the combustion chamber can also be used to récupé- 0 rer energy produced transported by particles, by-product of fusion reactions. Interaction with these particles will then create a colder plasma that will be usable without inducing Haggard pro ⁇ excessive wear, for example in a heat exchanger of conventional structure. ⁇ Note that, due to the high temperature of the source hot (l * Water the screen heated by fusion reaction), one can get an excellent thermodynamic efficiency.
  • a second way of recovering the energy produced by the fusion reaction consists in using the high temperature of the plasma ⁇ in the exhaust nozzle 22 to dissociate (with an extremely high efficiency) from the water into hydrogen and oxygen, this dissociation being carried out in an enclosure surrounding the exhaust nozzle.
  • the hydrogen is then separated from the oxygen by standard industrial methods.
  • thermodynamic route 10 A third way of recovering energy, which can also be combined with the thermodynamic route, consists in proceeding by magnetohydrodynamic route.
  • Electric energy can then be obtained directly, in a manner known per se, from the plasma ejected at high speed through the exhaust nozzle 22.
  • a magnet intended to create a magnetic field to separate the positive particles and negative is then to be added to the device.
  • the basic device complies with the principle described in the figure
  • a dipole type magnet 60 is placed on the exhaust nozzle 22; creating a magnetic field perpendicular to the plane of the figure, its role is to separate the positive charges and the negative charges. This dipole 60 has the effect that a beam of positive ions 63,
  • Each of the two beams 61 and 63 plays the role of a primary transformer circuit, the secondary 6 ⁇ being wound on the magnetic circuit 67 surrounding the piping 62 and the secondary 66 being wound on the magnetic circuit 68 surrounding the piping
  • the dipole 71 deflects the beam enriched in negative charge to a condenser 73, and at the output of the magnetic circuit 68, the dipole 72 deflects the beam enriched in
  • the condenser 73 is cooled di by a water circuit 74, and a 7 ⁇ lifting system allows the recovery of ef ⁇ uents.
  • each from a different combustion chamber can flow into the pipes 61 and 63.
  • the operating times of the different combustion chambers are then adjusted in sequence. It is also possible to combine several of these systems to obtain a polyphase alternating generator.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

Le dispositif comprend: une chambre de combustion (20), un tube (10), débouchant dans cette chambre de combustion, des moyens pour introduire dans ce tube un noyau de matière fusible, par exemple des canons à arc dans l'eau (30) éjectant simultanément deux demi-noyaux d'eau fusible (N01, N02) en direction des deux extrémités opposées respectives (17, 17) du tube, des moyens (11, 12, 13) pour appliquer au noyau de matière fusible dans le tube une décharge impulsionnelle de courant électrique produisant au sein de celui-ci une pression électrodynamique provoquant son expulsion (N1, N2) en hypervitesse, hors du tube, dans la chambre de combustion, des moyens (40) pour placer un volume de matière fusible (N3, N4) dans la trajectoire du noyau ainsi expulsé, de manière à faire entrer en collision le noyau de matière fusible et le volume de matière fusible pour déclencher une réaction de fusion, et des moyens pour récupérer l'énergie produite par cette réaction de fusion.

Description

Procédé et dispositif pour produire de l'énergie de fusion à partir d'une matière fusible
La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour δ produire de l'énergie de fusion à partir d'une matière fusible.
Par « matière fusible », on entendra une matière formée d'un mi¬ lieu dense ou condensé contenant des ions et des électrons libres (par opposition à un plasma ou un gaz, où prédominent les interac¬ tions pures par collisions), typiquement un milieu liquide dans des 10 conditions normales de température et de pression,et où se trouvent des noyaux susceptibles, une fois le milieu mis en condition, de réa¬ gir entre eux par un phénomène de fusion nucléaire.
Cette matière fusible peut — par exemple — être constituée d'eau lourde D90, d'un mélange d'eau lourde D90 et d'eau tritiée lδ T20, ou d'autres composés très variés ; on notera que, selon les cas, la matière fusible peut avoir soit une grande résistivité (comme l'eau lourde), soit une faible résistivité (par exemple dans le cas d'un com¬ posé tel qu'une solution de lithium dans l'ammoniaque lourde, de formule approximative Li(ND3)4). 0 Les techniques qui ont jusqu'à présent été explorées dans l'espoir de produire de façon contrôlée une énergie de fusion reposaient tou¬ tes, essentiellement, sur la production d'un plasma chaud dont on espérait qu'il s'y produirait suffisamment de collisions internes pour que tous les ions finissent par entrer en collision avec des énergies δ proches de celle correspondant au maximum du produit <σv>, σ étant la section efficace et v étant la vitesse relative' des particules entrant en collision.
L'une des techniques essayées consiste à tenter de confiner un plasma assez chaud durant un temps assez long de façon à satisfaire 0 le critère de Lawson, les réalisations les plus importantes étant les tokamaks. L'autre technique est celle de l'implosion inertielle d'une masse de matière fusible à l'aide d'un faisceau laser ou bien d'un faisceau de particules chargées, tj iquement d'ions légers.
Ces diverses voies de recherche n'ont cependant pas jusqu'à pré- 5 sent abouti à la production d'une énergie de fusion, ne serait-ce qu'au stade expérimental. •
La présente invention propose de produire de l'énergie de fusion en s'appuyant sur un concept différent, qui n'a jusqu'à présent été étudié que sous l'aspect théorique ou au niveau de la physique des δ particules, et qui est celui de la fusion par impact.
L'idée de base de la fusion par impact consiste à envoyer sur une cible formant un volume macroscopique de matière fusible (ci-après dénommée « volume de matière fusible ») un autre volume de mati¬ ère fusible (ci-après dénommé « noyau de matière fusible »), accéléré 10 jusqu'à une vitesse (ci-après dénommée « hypervitesse ») permettant de vaincre les forces de Coulomb entre les ions de matière fusible (+D, +T, 3He, etc.). Cet impact permet, grâce à une transformation localement totale du milieu fusible en noyaux d'hélium He, en pro¬ tons et en neutrons, la création d'une onde de détonation thermonu- lδ cléaire.
Ce concept d'onde de détonation thermonucléaire a été développé notamment par Friedwart Wittenberg dans deux articles intitulés Thermonuclear Détonation Waves, publiés dans Atomkernenergie- Kerntechnik, Bd. 39 (1981), Lfg. 3 (lre partie) et Lfg. 4 (2e partie). 20 La mise en œuvre de réactions de fusion D-D par collision a été réalisée à l'échelle de petits agrégats comprenant quelques centaines de molécules de D20 par R. J. Beuhler, G. Friedlander et L. Fried- man, qui- ont relaté cette expérience dans un article paru dans Phy- sical Reυiew Letters, volume 63. n° 12 du 18 septembre 19S9, page 2δ 1292 et intitulé Cluster-Impact Fusion.
Cette expérience consistait à produire, au moyen d'une source d'ions (accélérateur de particules), des agrégats de molécules d'eau lourde ionisés portant chacun une charge élémentaire positive, ces ions étant accélérés de manière à leur faire frapper une cible de deu- 30 térure de titane. L'intérêt principal de cette expérience est qu'elle montre (à l'échelle des particules) que l'existence d'agrégats ionisés de molécules d'eau lourde permet d'obtenir des réactions de fusion à une vitesse d'impact bien plus faible que par impact de tritons (et α fortiori de deutons) simples, la section efficace étant alors, selon ce 3δ document, supérieure de dix ordres de grandeur (dix décades) à celle l correspondant à des collisions D-D. Ainsi, pour des agrégats de lδO deutons accélérés à une vitesse de 145 km/s, il a été possible d'obte¬ nir des réactions de fusion alors que, dans le cas d'une collision D-D, une vitesse de 760 km/s aurait été nécessaire pour déclencher une réaction de fusion, comme établi notamment par F. Winterberg dans
Implosion of a Dense Plasma by Hyperυelocity Impact, in Plasma Physics, vol. 10, 55, 1968.
Une extrapolation à l'échelle macroscopique de ce concept de fusion par impact a été proposée par F. Winterberg dans Circular Magnetic Macroparticle Accelerator for Impact Fusion, in Nuclear
Fusion, vol. 30, n° 3 (1990). Dans ce document, l'auteur estime que l'on pourrait arriver à déclencher des réactions de fusion en frappant une cible de matière fusible par un projectile macroscopique accéléré à une vitesse minimale estimée à 200 km/s seulement. Il estime éga- lement qu'à ces niveaux de vitesse les canons-rails et dispositifs semblables ne sont pas envisageables, et que l'option à étudier est celle d'un accélérateur magnétique circulaire de grandes dimensions (circonférence estimée à 10 km) produisant au moyen de dispositifs supraconducteurs une onde progressive magnétique susceptible d'accélérer un projectile magnétique jusqu'en hypervitesse.
Cette manière de réaliser la fusion par impact, outre son carac¬ tère purement conjectural, nécessiterait un appareillage excessive¬ ment complexe qui en réduirait certainement beaucoup l'intérêt à l'échelle industrielle. La présente invention propose de produire de l'énergie de fusion à l'échelle macroscopique à partir du concept de fusion par impact, mais en utilisant, pour amener en hypervitesse le projectile de matière fusible, des moyens entièrement différents des systèmes complexes et coûteux qui avaient été expérimentés ou imaginés jusqu'à présent à cet effet.
Cette invention s'appuie sur diverses expériences, dont celle de Beuhler et al. (supra), ainsi que sur les concepts relatifs aux réac¬ tions de fusion que l'on peut déduire de ces expériences.
Il apparaît en effet que la fusion entre noyaux légers est possible sur le plan macroscopique à des énergies très inférieures à celles qui sont estimées nécessaires à partir des mesures de sections efficaces déduites de collisions entre particules obtenues à l'aide d'accéléra¬ teurs d'ions.
Les sections efficaces donnant cette nouvelle possibilité sont vrai- δ semblablement dues à la collision entre ions légers et atomes (ou molécules) contenant des noyaux légers. Les électrons liés à l'atome (ou à la molécule) abaissent la barrière de potentiel qui existe entre l'ion incident et l'ion lié à l'atome (ou à la molécule), et l'on obtient ainsi des collisions ion-ion produisant des réactions nucléaires, alors 0 qu'entre noyaux légers la barrière coulombienne ne devient prati¬ quement franchissable que pour des énergies d'ion incident de l'or¬ dre de quelques dizaines de keV pour des collisions D-T, et de l'ordre du MeV pour des collisions D-D. C'est un tel phénomène de collision entre deutons +D et molécules qui, vraisemblablement, s'est produit 5 dans les expériences faites par Beuhler et al.
Le moyen choisi pour accélérer un volume macroscopique de ma¬ tière fusible, constitué de façon typique d'eau lourde, provient de la tentative d'explication théorique d'un certain nombre d'expériences de décharge électrique dans l'eau, relatées par P. Graneau notam- 0 ment dans une communication au 1988 International Tesla Sympo¬ sium de Colorado Collège en juillet 1988, intitulée Space Disposai of Weapon- Grade Plutonium with the Water-Arc Launcher, ainsi que dans une communication de P. Graneau et al. au 4th Symposium on Electromagnetic Launch Technology, University of Texas, avril 5 1988, intitulée Electrodynamic WaterArc Gun.
Ces documents présentent en particulier un dispositif appelé « canon à arc dans l'eau » (water-arc gun), illustré schématiquement figure 1 , comprenant essentiellement un tube métallique 1 formant canon, contenant de l'eau 2 et un projectile 3. Une électrode 4 est 0 placée au fond du tube 1 et reliée à l'une des électrodes 5 d'un banc de condensateurs (formant typiquement une capacité de quelques microfarads chargée à quelques dizaines de kilovolts), dont l'autre électrode 6 est reliée au tube métallique 1. Un bloc en verre époxy armé assurait l'isolement électrique entre le tube métallique 1 et δ l'électrode 4. Lorsque l'on décharge le banc de condensateurs, le pas- sage du courant dans le milieu liquide constitué par le volume d'eau crée dans ce milieu une pression interne considérable, qualifiée de « pression électrodynamique », pouvant éjecter le projectile à des vi¬ tesses de propulsion de plusieurs centaines de mètres par seconde : δ en effet, la version de laboratoire décrite dans le document précité permet d'atteindre une pression estimée à 2675 bars pour un canon de 1,25 cm de diamètre et de 10 cm de longueur).
De façon surprenante, le noyau d'eau reste froid, ce qui exclut toute possibilité de rendre compte par la thermodynamique de l'é- 10 nergie cinétique acquise par le projectile.
Par ailleurs, on constate que la cohésion du noyau d'eau reste telle que celui-ci peut, en tant que tel, faire office de projectile et per¬ cer sans difficulté des plaques métalliques de plusieurs millimètres d'épaisseur, lδ Pour expliquer le fonctionnement du canon à arc dans l'eau, et donc comprendre et pouvoir utiliser et maîtriser les fortes pressions qu'il permet de générer, la voie la plus satisfaisante semble être celle de l'explication par l'action de la force d'Ampère entre éléments de courant. 0 En effet, ce concept de la « force d'Ampère » avait été proposé au siècle dernier (voir notamment A.- . Ampère, Mémoire sur la déter¬ mination de la formule qui représente l'action m utuelle de deux por¬ tions infiniment petites de conducteurs υoltaïques, lu à l'Académie des Sciences le 10 juin 1822) sur des bases empiriques, mais son δ existence n'avait pas été confortée par la théorie, compte tenu en particulier du fait que l'on avait jusqu'à présent cru qu'elle contredi¬ sait les lois de Maxwell.
H existe a priori deux hypothèses de forces électrodynamiques : les forces du type Lorentz ou bien celles du type Ampère. 0 Entre deux éléments de courant de longueurs dm et dn, la force électrodynamique de Lorentz n'obéit pas au postulat de Newton im¬ pliquant l'égalité de l'action et de la réaction, ΔFm n étant différent -- ΔFntin :
5 ΔFmjn = (imin/r3 m n) dm Λ (dn ΛΛ
Figure imgf000008_0001
*^n,m = (imin/r3 mjn ) <S Λ (dm ΛΫ)
En revanche, la formule phénoménologique qu'Ampère établit en 1820 obéit au postulat de l'action et de la réaction. Ce concept avait 5 été proposé au siècle dernier sur des bases empiriques (voir notam¬ ment A.-M. Ampère, Mémoire sur la détermination de la formule qui représente l'action mutuelle de deux portions infiniment petites de conducteurs voltaïques, lu à l'Académie des Sciences le 10 juin 1822), mais son existence n'avait pas été confortée par la théorie, 0 compte tenu en particulier du fait que l'on avait jusqu'à présent cru qu'elle contredisait les lois de Maxwell.
Si l'on considère les deux éléments de courant im.dm et in.dn, la force d'Ampère s'exprime par :
δ im.dm in.dn
ΔF. m,n (2 cos ε - 3 cos αm cos αn),
les angles αm , on et ε étant ceux définis par la figure 2, qui dé- 0 crit les positions relatives des deux éléments de courant.
Les lois proposées par Ampère permettaient d'expliciter les forces mises en jeu entre les éléments de courant. Elles viennent de se révéler parfaitement compatibles avec la théorie de la Relativité (force de Lorentz). On se référera à cet égard aux articles de δ M. Rambaut et J. P. Vigier, intitulés The Simultaneous Existence of
EM Grassmann-Lorentz Forces (Acting on Charged ParticlesJ and Ampère Forces (Acting on Charged Conducting Eléments) Does not Contradict Relativity Theory, publié dans Physics Letters A, Vol. 142, n°8-9 du 2δ décembre 1989, pp. 447 sq. et Ampère Forces 0 Approximation Considered as Collective Non-Relativist Limit of the
Sum of AU Lorentz Interactions Acting on Individual Current El ¬ ments : Possible Conséquences for Electromagnetic Discharge Stabil- ity and Tokamak Behaviour, publié dans Physics Letters A, Vol. 148, nc5 du 20 août 1990, pp. 229 sq. ; dans un troisième article, de 5 M. Rambaut, à paraître en avril 1991 dans Physics Letters A, il est montré que 1 on peut obtenir directement 1 expression de la force de Weber, qui est une autre forme de la réalité décrite par la force d'Ampère, en tenant compte de l'accélération relative des électrons de conduction, δ II découle de ces articles que la force d'Ampère est la manifesta¬ tion macroscopique de la nature complexe d'un élément de courant, que l'on ne peut assimiler à une collection d'électrons, pour détermi¬ ner son action à distance, comme cela avait jusqu'à présent été fait depuis le début du vingtième siècle. 10 La formule d'Ampère exprime l'effet collectif dû aux électrons et aux ions du milieu conducteur, le seul que l'on puisse détecter à l'extérieur de l'élément de courant. L'élément de courant, au sens de l'électrodynamique, est une entité macroscopique, comprenant un nombre assez grand d'ions et d'électrons pour que l'effet collectif se Iδ produise. Au niveau microscopique en revanche, la force de Lorentz est bien la force élémentaire entre particules chargées.
D'autres expériences faites au Massachusetts Institute of Tech¬ nology à Boston ont montré que la force électrodynamique s'exerçait aussi dans un milieu liquide non conducteur après que celui-ci ait 20 été suffisamment ionisé pour laisser passer du courant électrique.
Toutefois, par comparaison avec le cas d'un courant passant dans un milieu conducteur, cette force F était amplifiée d'un facteur k tel que :
δ F = μ0 k l2,
k atteignant une valeur de l'ordre de 5.103 à 6.103 (voir l'article de P. Graneau et P. N. Graneau paru dans Appl. Phys. Letters, 46(δ) du 1er mars 1985, ainsi que celui de R. Azvedo et al. paru dans Phy- 0 sics Letters A, Vol. 117, n°2 du 28 juillet 1986).
Il résulte de ces calculs que la force d'Ampère est en fait consti¬ tuée par la limite non relativiste des forces d'Einstein-Lorentz et qu'elle n'est pas incompatible avec l'existence de la force de Lorentz, contrairement à ce que l'on avait toujours estimé jusqu'à présent. 5 Dans un même milieu conducteur, la force d'Ampère produit en $ particulier une attraction transversale entre éléments de courant parallèles et une répulsion longitudinale entre éléments de courant colinéaires.
Dès lors, si l'on suppose que la force d'Ampère s'applique à des δ éléments de courant délimités par une surface cylindrique de section élémentaire perpendiculaire à la vitesse de déplacement moyenne des électrons, on aura une déformation de la sphère de Fermi (repré¬ sentative de la répartition de vitesse des ions dans le milieu liquide) sous l'action du potentiel appliqué aux bornes du circuit. 0 On peut démontrer alors que la force d'Ampère est tout à fait en accord avec la réalité expérimentale, notamment la loi, jusqu'à pré¬ sent empirique, selon laquelle l'intégrale en fonction du temps de la force qui s'exerce dans le milieu liquide est proportionnelle au carré de la valeur crête du courant traversant ce milieu. δ Ainsi, dans le dispositif proposé par Graneau illustré figure 1, les forces longitudinales entre deux éléments de courant situés sur le même axe s'exercent vers la bouche du tube pour la partie de la masse liquide la plus proche du projectile, et vers le fond du tube pour la partie de la masse liquide la plus éloignée du projectile. 0 Compte tenu de l'expression de la force d'Ampère, il existe ainsi au milieu de la masse liquide un point de force longitudinale nulle, si bien qu' approximativement la moitié de la masse liquide exerce une force sur le fond du tube.
De surcroît, il existe aussi une force d'attraction entre les élé- δ ments de courant parallèles, si bien que le milieu liquide est com¬ primé autour de son axe (effet de striction), ce qui explique la cohé¬ sion extrême du noyau d'eau projeté.
Toujours compte tenu de l'expression de la force d'Ampère, on voit que, pour maximiser l'efficacité de propulsion, il est nécessaire 0 que les lignes de courant soient, sur la plus grande longueur pos¬ sible, essentiellement parallèles à l'axe du tube — et ce, à l'opposé des considérations de Graneau qui estimait, dans le document pré¬ cité, que le diagramme des lignes de courant idéal devrait corres¬ pondre à une orientation transverse par rapport à la direction d'ac- δ célération du projectile. L idée-mère de la présente i .n 6vention consiste à utiliser comme milieu liquide recevant la décharge électrique à haute intensité non plus de l'eau H20 mais de l'eau lourde D20, un mélange d'eau lourde D20 et d'eau tritiée T20, ou un autre corps composé conte- δ nant des noyaux fusibles (c'est-à-dire une « matière fusible » au sens explicité supra) et d'utiliser la pression considérable développée par la décharge pour accélérer en hypervitesse ce no3'au de matière fusi¬ ble et lui faire frapper une cible de matière fusible (eau lourde D20, eau tritiée T20, mélange d'eau lourde et d'eau tritiée, deutérure de 10 titane TiD, tritiure de titane TiT, etc.) de manière à déclencher une réaction de fusion par impact du noyau de matière fusible contre le volume de matière fusible.
Plus précisément, le procédé de l'invention consiste, essentielle¬ ment, à : introduire dans un tube un noyau liquide de matière fusi- lδ ble ; appliquer à ce noyau de matière fusible une décharge impul¬ sionnelle de courant électrique produisant au sein de celui-ci une pression électrodynamique provoquant son expulsion en hypervi¬ tesse hors du tube ; faire entrer le noyau ainsi expulsé en collision avec un volume de matière fusible pour déclencher une réaction de 0 fusion ; et récupérer l'énergie produite par cette réaction de fusion.
On notera que la fusion obtenue par mise en œuvre du principe de l'invention est une fusion « froide », dans la mesure où il n'est absolument pas nécessaire d'élever la température du noyau de matière fusible ni du volume de matière fusible à des valeurs consi- δ dérables, comme on doit le faire lorsque l'on se base sur les concepts de confinement ou d'implosion inertielle ; l'invention permet en par¬ ticulier de déclencher la réaction de fusion avec un noyau de matière fusible et un volume de matière fusible « froids », en phase liquide. En effet, on vainc la barrière de Coulomb empêchant le rapproche- 0 ment des noyaux atomiques par le seul effet de l'hypervitesse, non par agitation thermique intense de la masse de matière fusible.
Dans le cas de la matière fusible précédemment définie, cette barrière coulombienne est abaissée, pour l'ion du noyau léger inci¬ dent, par la présence des électrons liés à l'autre noyau léger. δ Le noyau de matière fusible peut être introduit dans le tube par injection dans celui-ci, en particulier par introduction simultanée de deux demi-noyaux à l'intérieur du tube par les deux extrémités opposées respectives de ce tube, cette introduction étant de préféren¬ ce effectuée au moyen d'un canon à arc dans l'eau, De même, le volume de matière fusible peut être amené au point de collision avec le noyau de matière fusible par éjection en direction de ce point, cette éjection étant de préférence, ici encore, effectuée au moyen d'un canon à arc dans l'eau.
Avantageusement, on forme un écran autour du point de collision du noyau avec le volume de matière fusible par éjection d'un liquide ralentisseur de neutrons en direction du point de collision, cette éjec¬ tion étant de préférence effectuée au moyen d'une pluralité de ca¬ nons à arc dans l'eau disposés en périphérie de la chambre de com¬ bustion. La récupération de l'énergie peut être effectuée de plusieurs manières, en elles-mêmes connues, notamment : par voie thermody¬ namique, à partir de la source chaude constituée par le plasma pro¬ duit par la réaction de fusion ; par voie magnétohydrodynamique, à partir du plasma éjecté produit par la réaction de fusion ; ou encore par voie chimique, par dissociation d'eau en hydrogène et oxygène par le plasma produit par la réaction de fusion.
Pour mettre en oeuvre le procédé énoncé plus haut, l'invention propose un dispositif comprenant : une chambre de combustion ; un tube, débouchant dans cette chambre de combustion ; des moyens pour introduire dans ce tube un noyau de matière fusible ; des mo¬ yens pour appliquer à ce noyau de matière fusible une décharge impulsionnelle de courant électrique produisant au sein de celui-ci un pression électrodynamique provoquant son expulsion en hypervi¬ tesse, hors du tube, dans la chambre de combustion ; des moyens pour placer un volume de matière fusible dans la trajectoire du noyau ainsi expulsé, de manière à faire entrer en collision le noyau de matière fusible et le volume de matière fusible pour déclencher une réaction de fusion ; et des moyens pour récupérer l'énergie pro¬ duite par cette réaction de fusion. Selon une caractéristique avantageuse, la décharge impulsion- -Li nelle est appliquée par une paire de bornes isolées du tube et dispo¬ sées aux deux extrémités de celui-ci sur des génératrices diamé¬ tralement opposées, de manière à produire au sein de la matière fusible introduite dans le tube des lignes de courant essentiellement δ orientées selon l'axe de celui-ci.
Dans une configuration préférentielle, le tube est ouvert à ses deux extrémités, débouchant de chaque côté sur une chambre de combustion, chacune des chambres de combustion possédant ses propres moyens pour placer un volume de matière fusible dans la trajectoire du demi-noyau respectif expulsé afin de déclencher par collision une réaction de fusion.
Par ailleurs, la corrélation que l'on peut faire entre trois types d'expériences utilisant de la matière fusible montre que les métaux en suspension dans la matière fusible, tels que le titane, ou conte- nant de la matière fusible, comme dans l'expérience de Brookhaven, ne jouent pratiquement pas de rôle dans le processus, contrairement à ce qui était estimé en 1989 lors de la vague de tentatives d'expé¬ riences de fusion froide (voir également G. Chambaud, B. Levy et J. G. Estève, Estimation of Ti Effects on D-D Fusion, à paraître dans Physics Letters A).
En effet, il existe un fait expérimental déterminant, qui n'a été mis en évidence que lors d'une expérience faite à Kiel en 1973 (voir W. Lochte-Holtgreven, Nuclear Fusion in Very Dense Plasmas Ob- tained from Electrically Exploded Liquid Threads, in Atomkern- énergie, Bd. 28 (1976), Lfg. 3, 150). C'est en effet au cours de cette expérience que les variations du courant passant dans le milieu deu- téré, contenu dans un tube capillaire, ont été enregistrées en fonc¬ tion du temps, en même temps qu'un flot de neutrons. Il a été cons¬ taté, d'une part, que le courant présentait en fonction du temps d'abord un maximum relatif, puis un minimum et enfin un maxi¬ mum absolu et que, d'autre part, le flux de neutrons se produisait entre le premier maximum relatif et le minimum, alors que le tube capillaire était intact.
Le calcul des termes <σv> pour les trois séries d'expériences sem- blables précitées, dont celle de Kiel, à partir des valeurs des comp- tages de neutrons, et celui de 1 énergie des deutons en fonction de la valeur moyenne du carré du courant, exprimée par :
Δ ΛtZ
(1/Δt) i2dt,
permet de placer, comme illustré figure 3, des points représenta¬ tifs dans le plan (LogE, Log<σv>), E étant l'énergie des deutons dans leur mouvement vers l'axe du tube capillaire, (l'intégrale est prise entre le début du passage du courant et l'apparition du flux de 0 neutrons, la valeur moyenne de i2 étant dénommée « valeur efficace du courant »).
Avec l'hypothèse de la force d'Ampère, les trois points A, B et C correspondant, respectivement, aux résultats de Kiel (1973, supra), du Naval Research Laboratory (1973, résultats publiés par F.C. 5 Young, S.J. Stephanakis, I.M. Vitrovitski et D. Mosher, IEEE 20, n°l, février 1973, 439) et du Commissariat à l'Énergie Atomique (1957, résultats publiés par M. Bonpas, A. Ertaud, J.P. Legrand et R. Meunier, J. de Phys. et le radium, 18 (1957), 58δ) sont approxi¬ mativement alignés, comme on peut le voir sur la figure 3. 0 Ils sont en outre alignés avec les points correspondants à des expériences faites en 1989, mais différentes de celles de fusion capillaire, les unes (point D) celles de fusion froide réalisées un peu partout sur la planète (voir par exemple l'article de G. Badurek, H. Rausch et E. Seidl in Kerntechnik, δ4 (1989), n°3, pp.l 78-182), δ les autres (point E) faites à Brookhaven en 1989 (voir R. J. Beuhler,
G. Friedlander et L. Friedman, Cluster-Impact Fusion, Physical Review Letters, Vol. 63, n°12 du 18 septembre 1989, p. 1292 sq.), ces dernières expériences ayant consisté à créer dans une chambre à vide des agrégats de molécules d'eau lourde, ionisés une fois positi- 0 vement, puis à les accélérer sur une cible en titane imprégnée d'eau lourde.
En outre, la droite le long de laquelle tous les points A à E sont alignés se raccorde pour les hautes énergies, c'est-à-dire vers 106 eV, à la courbe des variations de <σv> en fonction de l'énergie des deu- δ tons pour les collisions D-D obtenues à l'aide d'accélérateurs de par- Λ.2> ticules (courbe en trait plein repérée D-D sur la figure 3).
Ces résultats conduisent à tirer trois conclusions, de natures dif¬ férentes :
• Premièrement, tout se passe comme si le produit <σv> était δ proportionnel à l'énergie des deutons, et donc comme si la sec¬ tion efficace était proportionnelle à la vitesse de ces deutons. Pour les basses énergies (celles correspondant aux expériences de fusion capillaire citées), il est probable qu'il se produit un phénomène d'abaissement de la barrière de potentiel entre les 10 deutons par interposition d'un électron entre eux, phénomène qui a été prévu (voir par exemple M. Gryzinski, Deterministic Theory of the Coulomb Barrier Tunneling, publié dans les compte-rendus du congrès de mécanique quantique de Gdansk de 1989). Cependant, pour les hautes énergies, l'existence de lδ phénomènes relativistes rend improbable l'effet d'interposition d'un électron.
• Deuxièmement, si un phénomène différent d'une simple colli¬ sion D-D ne s'était produit, il n'y aurait pas eu de réactions de fusion dans les expériences avec capillaires. On ne peut alors 0 que conclure que les expériences de fusion capillaire ont un caractère commun avec les expériences de fusion froide et celles de collisions d'agrégats de molécules d'eau lourde. Ce phénomène, différent de celui de la simple collision entre ions +D, est celui d'abaissement de la barrière de potentiel entre δ deutons par interposition d'un électron.
• Troisièmement, on peut inférer de ce raisonnement qu'il doit exister aussi une droite représentant, dans le même dia¬ gramme, les variations de Log<σv> pour les réactions de fu¬ sion D-T et se raccordant à la courbe obtenue par des colli- 0 sions à l'aide d'un accélérateur de particules (cette courbe, repérée D-T, a été également portée sur la figure 3).
δ On va maintenant décrire un exemple de mise en oeuvre de 1 invention, en référence aux dessins annexés.
Sur ces dessins, outre les figures 1 à 3 précitées :
— les figures 4a à 4e illustrent le principe de l'éjection de la matière fusible par décharge électrique selon l'invention, — la figure 5 est une vue schématique du dispositif de produc¬ tion d'énergie de fusion selon l'invention, et
— la figure 6 illustre en détail, à titre indicatif et non limitatif, une possibilité de structure de l'un des canons à arc dans l'eau utilisés par ce dispositif, — la figure 7 illustre un mode de réalisation comprenant des dis¬ positifs d'injection et d'aspersion d'eau complémentaires, et
— la figure 8 illustre, schématiquement, un mode de réalisation permettant la production en sortie d'un courant alternatif.
Comme on l'a indiqué plus haut, l'idée-mère de l'invention con¬ siste à utiliser la force d'Ampère développée au sein d'un noyau de matière fusible pour éjecter celui-ci en hypervitesse contre une cible de matière fusible de manière à déclencher une réaction de fusion par impact.
Il s'agit de doser dans le temps l'alimentation en courant du milieu fusible afin de ne pas le placer, ou à la rigueur de le placer très peu, en condition de produire prématurément des réactions de fusion par action de la composante transverse de la force électrody¬ namique. En particulier, la pseudo-période du circuit d'alimentation en courant doit être relativement grande, et l'amplitude de crête du courant relativement faible, par rapport aux valeurs nécessaires pour créer des réactions de fusion par action directe de la force élec- tromagnétique. Dans le cas de la présente invention, l'énergie néces¬ saire est plus importante, mais sa délivrance au milieu fusible ne nécessite qu'une technique de puissance puisée plus lente, donc plus simple et plus classique.
La figure 4 illustre la manière, caractéristique de l'invention, de procéder à cette éjection en hypervitesse. AS On fera tout d'abord abstraction de la figure 4a, et l'on supposera que, initialement (figure 4b), on a introduit un noyau de matière fusible N0 à l'intérieur d'un tube cylindrique isolant 10 pourvu de deux bornes conductrices 11 , 12 en contact avec le noyau liquide N0, δ l'écartement des bornes étant choisi de manière à venir en contact avec ce dernier le plus près possible de ses extrémités.
Les deux bornes 11, 12 sont de préférence disposées sur des géné¬ ratrices diamétralement opposées, ce qui permettra d'avoir des lignes de courant qui soient parallèles entre elles et à l'axe du tube sur une plus grande longueur. Cette configuration est en effet préfé¬ rable à celle où, par exemple, les électrodes seraient annulaires, car dans ce cas la majeure partie des lignes de courant se situerait au voisinage de la périphérie intérieure du tube, et non au centre de celui-ci comme avec la configuration proposée (on rappellera ici que cette configuration selon laquelle, idéalement, les lignes de courant sont parallèles à l'axe du tube sur la plus grande longueur possible de celui-ci va à l'encontre des considérations de Graneau, qui esti¬ mait dans le document précité que le meilleur diagramme des lignes de courant devrait idéalement correspondre à une orientation trans- verse par rapport à la direction d'accélération du projectile).
La décharge impulsionnelle de courant (figure 4c) est obtenue au moyen d'une source d'énergie 13 comprenant par exemple un stockage capacitif 14 en série avec une inductance Iδ et un dispositif de fermeture rapide du circuit 16, l'ensemble étant monté entre les bornes 11 et 12.
Le stockage capacitif 14 est avantageusement constitué d'un générateur de Marx dans lequel, de façon en elle-même connue, une batterie de condensateurs est chargée progressivement en parallèle et déchargée brusquement en série. Quant à l'inductance lδ en série avec le condensateur 14, elle sert à donner au courant de décharge l'allure d'une arche de sinusoïde amortie de pulsation Ω voulue ; en d'autres termes, elle permet d'ajuster la constante de temps de la décharge de courant.
Cette décharge va provoquer au sein du noyau N0 une pression électrodynamique intense, comme constaté par Graneau dans le document précité. 4
Toutefois, le tube étant ouvert à ses deux extrémités, lors de la décharge le no} au NQ se scinde en deux demi-noyaux j et N0, comme illustré figure 4d. Plus précisément, la partie de la masse liquide la plus proche de l'électrode 11 est expulsée par l'extrémité gauche du tube (avec les conventions du dessin), et la partie de la masse liquide la plus proche de l'électrode 12 est expulsée vers l'extrémité droite du tube.
On notera incidemment que, lors de la conception du circuit d'ali- mentation, il est nécessaire de ne pas choisir une valeur de pulsa¬ tion Ω trop élevée (ce qui veut dire que l'inductance 15 devra avoir une valeur inférieure à une certaine limite) si l'on veut que la décharge du condensateur 14 soit complète, c'est-à-dire qu'elle inter¬ vienne en totalité avant le fractionnement complet du noyau en deux demi-noyaux (compte tenu de fait que la décharge peut se poursuivre un certain temps après la scission du noyau, du fait de l'arc créé entre les deux demi-noyaux).
En fin de décharge, les deux demi-noyaux N- et N2 ont acquis des vitesses axiales égales et opposées pouvant atteindre, typique- ment, des valeurs de l'ordre de 100 à 200 km s (ces valeurs n'étant pas limitatives).
Il suffit alors (figure 4e) de faire entrer en collision ces demi- noyaux N-L et N2 avec des volumes de matière fusible N3 et X4 for¬ mant cibles pour produire au moment de la collision des réactions de fusion par impact.
On notera que les cibles de matière fusible N3 et N4 peuvent être de natures très variées, tant dans leur composition que dans la manière de les placer dans la trajectoire des noyaux de matière fusi¬
Figure imgf000018_0001
En particulier, les volumes de matière fusible N3 et N peuvent être eux-mêmes des noyaux éjectés en direction du tube depuis un point distant, à la rencontre des noyaux N_ et N2. Néammoins, la vitesse de ces noyaux N3 et N4, même s'ils sont éjectés par des canons à arc dans l'eau, sera très faible (typiquement, de quelques kilomètres par seconde, tout au plus) par rapport à celle des noyaux Nj et N (tj'piquement, de 100 à 200 km s), de sorte que la vitesse relative lors de la collision résultera essentiellement de la vitesse à laquelle auront été accélérés les noyaux Nj et N2.
Bien entendu, les conditions de la décharge seront choisies de 5 manière que la pression électrodynamique à l'intérieur du noyau N0 reste assez modérée pour ne déclencher qu'un nombre négligeable de réactions de fusion au sein de ce noyau N0. Dans ce but, le noyau N0 est par exemple constitué uniquement d'eau lourde, alors que les noyaux N3 et N4 qui reçoivent son impact peuvent être constitués 10 par exemple d'un mélange d'eau lourde et d'eau tritiée.
On notera également que l'on peut donner aux noyaux N3 et N4, qui sont projetés à une vitesse bien inférieure, une masse plus im¬ portante que celle des noyaux Nj_ et N2 (qui ne servent en fait qu'à l'amorçage de la réaction), lδ Compte tenu des pressions considérables développées lors de la décharge, l'utilisation d'un tube ouvert à ses deux extrémités, expul¬ sant donc deux demi-noyaux en sens inverse, apparaît nécessaire, l'utilisation d'un canon à arc dans l'eau du même type que celui pro¬ posé par Graneau ne pouvant pas résister aux pressions électrody- 0 namiques considérables nécessaires pour atteindre les vitesses nécessaires, de l'ordre de 100 à 200 km/s. En revanche, cette confi¬ guration est parfaitement utilisable pour éjecter les noyaux N3 et N4, qui sont expulsés à des vitesses beaucoup plus faibles, donc avec une décharge beaucoup moins énergétique. δ D'autre part, bien que, dans le processus décrit, on utilise l'un et l'autre des noyaux Nj et N2 pour provoquer des réactions de fusion, on pourrait imaginer, bien que de façon moins avantageuse, de n'uti¬ liser qu'un seul de ces noyaux pour frapper une cible. Néanmoins, outre le gaspillage inutile que constituerait la perte de la moitié de 0 la matière fusible, il serait nécessaire de placer un plastron suffisant pour absorber l'énergie cinétique considérable du demi-noyau non utilisé.
Pour pallier la difficulté qu'il peut y avoir à obtenir initialement
(figure 4b) une forme de noyau NQ allongée et proche de la symétrie δ par rapport à l'axe du tube 10, donc se prêtant bien à la propulsion en hypervitesse vers les cibles de matière fusible, on peut avanta¬ geusement former ce noyau NQ en injectant simultanément dans le tube, à chacune de ses deux extrémités, deux demi-noyaux NQ1 et N02, comme illustré figure 4a. δ Ces demi-noyaux N01 et N02, éjectés en direction l'un de l'autre a des vitesses identiques, vont pénétrer dans le tube et se rencontrer au centre de celui-ci pour former le noyau NQ, après quoi on pourra déclencher la décharge impulsionnelle de courant.
Cette injection des demi-noyaux N01 et N02 peut être réalisée par
10 des canons à arc dans l'eau de petit calibre ; la vitesse d'éjection peut être quelconque, même très faible, le seul point important étant de développer une force d'Ampère suffisante pour permettre, par effet de striction, une cohésion satisfaisante des projectiles for¬ més par les noyaux N01 et N0 .
Iδ Ce mode d'injection du noyau N0 dans le tube n'est cependant pas limitatif, et d'autres solutions pourraient être envisagées, dès lors qu'elles permettent d'obtenir la forme de noyau étroite, allongée et symétrique qui permet le meilleure développement des forces d'Ampère et qui, du fait de sa cohésion propre, se prête bien à la pro-
20 pulsion en hypervitesse en direction des cibles de matière fusible.
L'hypervitesse obtenue en sortie du tube dépend essentiellement de l'intensité efficace du courant de décharge et de l'énergie fournie par cette décharge.
La quantité de mouvement du demi-noyau expulsé est donnée
2δ par la relation : * * **•*-**- m.v = J F.dt = μ0 k J i2 dt 0 0 m étant la masse du demi-noyau traversé par le courant, v étant 30 la vitesse atteinte par ce demi-noyau en fin de décharge, et k étant le facteur de proportionnalité entre la force et le carré du courant (F = μ0 k.i2).
Si l'on considère l'expression de la décharge impulsionnelle de courant donnée par : 3δ A3 i = I0 e "tτ sin Ωt,
I0 étant l'intensité efficace du courant de décharge, T étant la constante de temps de décharge (avec T= L/2R, L étant δ l'inductance effective et R la résistance effective du circuit d'alimen¬ tation), et
Ω étant la pulsation de l'onde de décharge (Ω étant très peu diffé¬ rente de (LC)"1 2, C étant la capacité effective du circuit d'alimenta¬ tion), 10 il vient :
m.v = μ0 k J (I0 e -t sin Ωt)2 dt,
soit : lδ m.v ≈ μ0 k.I0-*- (T/4).
On peut estimer la valeur de k à partir des expériences relatées par Graneau dans ses publications, et qui donnent une valeur de l'ordre de 200 N/A2 pour une alimentation dissymétrique, alors 0 qu'une alimentation S3-métrique permettrait d'atteindre des valeurs de k de l'ordre de δ.103 à 6.103 N/A2.
On retiendra dans la suite pour k cette valeur, bien qu'en fait elle corresponde à une structure non optimisée du canon à arc dans l'eau (configuration asymétrique avec un tube borgne, dont on a expliqué δ plus haut qu'elle n'était pas optimale).
C'est ainsi que, pour de la matière fusible ayant une vitesse typi¬ que de l'ordre de celle des agrégats accélérés dans l'expérience de Brookhaven précitée (300 keV, correspondant à environ 14δ km s pour 150 deutons), pour une masse de matière fusible typique de 0 δO mg l'expression de I0 est :
I0 = 1 ,22.103 / T1/2 A.
Avec une constante de temps T = 10"4 s, on aura IQ = 1 ,22.105 A, 5 et l'énergie cinétique du noyau de matière fusible est alors de
Figure imgf000022_0001
500 kJ. Si l'on suppose un ren ement typique de 20 Ce. ce sont 2,62 MJ qu'il faut injecter à chaque cycle dans le circuit d'alimenta¬ tion. Si cette quantité de 50 mg s'avérait difficile à introduire dans le tube 10 vu l'importance relative des forces capillaires, il faudrait choisir une quantité plus importante de matière fusible, mais alors l'énergie à injecter serait beaucoup plus forte. Par exemple, avec m = 1 g, la valeur de I0 atteindrait 2,45.106 A et, l'énergie cinétique étant égale à 10 MJ, l'énergie à injecter serait d'environ 50 MJ compte tenu du même rendement de 20 9c. Les valeurs citées sont des valeurs typiques minimales. Il faut vraisemblablement prévoir, pour obtenir un rendement optimal, des vitesse environ dix fois plus élevées, donc des courants environ trois fois plus élevés et des énergies cent fois plus fortes. Il y a donc une limite pratique pour la masse à éjecter du tube 10, mais les valeurs citées sont tout à fait compatibles avec la technologie actuelle des stockages capacitifs, par exemple ceux réalisés sous la forme du montage de Marx.
On va maintenant décrire, en référence à la figure 5, une instal¬ lation de production d'énergie réalisée conformément aux enseigne- ments de l'invention.
Cette installation comporte, essentiellement, deux chambres de combustion 17 semblables, d'épaisseur suffisante pour confiner l'ex¬ plosion produite par la réaction de fusion.
Ces deux chambres communiquent par l'intermédiaire d'un canal formé par le tube 10 qui est le même que celui décrit figure 4, avec ses électrodes 11 et 12 et son circuit d'alimentation 13.
On va pouvoir ainsi éjecter dans chacune des chambres 20, dans lesquelles on a réalisé un vide primaire, les demi-noyaux Nj et N.-> dont on a expliqué plus haut le rôle en référence à la figure 4. Pour former le noyau de départ N0, on va injecter deux demi- noyaux NQ*L et NQ.-, dans le canal de communication au moyen de canons à arc dans l'eau respectifs 30, par une ouverture 31 diamé¬ tralement opposée à l'ouverture homologue 17 du canal de communi¬ cation. On va également éjecter dans la chambre de combustion les volu- -M mes de matière fusible, produits par des canons à arc dans l'eau res¬ pectifs 40 sous forme de noyaux N3 et N4 éjectés par des ouvertures 41 dirigées vers le centre 21 de la chambre de combustion, qui cons¬ tituera le point de collision entre les noyaux Nj et N3 (ou entre N2 et N ), c'est-à-dire le point où se produira la réaction de fusion.
On pourrait prévoir d'éjecter les noyaux N01 et N3 (et N02 et N4) par un seul et même canon à arc dans l'eau, mais comme ces éjec¬ tions doivent se succéder à intervalles relativement brefs, l'éjection par un même canon apparaît difficile. D'ailleurs, l'emploi d'un même canon à arc dans l'eau n'est pas compatible avec l'emploi de noyaux de matière fusible N01 et N3 de masses et de volumes différents. En outre, l'inégalité de masse entre les noyaux N01 et N3 (et NQ et N4 a priori possible, rend une telle option peu intéressante.
C'est pourquoi on préfère utiliser deux canons spécifiques 30, 40, la position du canon 40 n'étant d'ailleurs pas critique. L'angle α de l'axe du canon 40 par rapport à l'axe du tube 10 est de préférence assez faible, de l'ordre de 10°, la seule contrainte étant en fait que les noyaux N3 et N4 se trouvent bien au centre 21 de la chambre de combustion, donc dans l'axe du tube 10, au moment où les deux noyaux N_ et N2 arrivent à ce même point central 21.
Les canons 30 et 40 peuvent être des dispositifs du même type que celui décrit par Graneau dans le document précité, mais dans lesquels on remplace le projectile par une simple gouttelette de matière fusible. Chacun de ces dispositifs peut comprendre, à titre indicatif et non limitatif, comme illustré plus en détail figure 6, un tube métalli¬ que 32 constituant une première électrode, dans lequel on introduit de l'eau lourde ou un mélange d'eau lourde et d'eau tritiée par une conduite d'injection 33. Le fond du tube comporte une tige axiale 34 formant seconde électrode, isolée du tube par un manchon approprié
35. La tige 34 est reliée à une plaque de base 36, et l'on relie le tube 32 et la plaque de base 36 aux deux armatures d'un condensateur 37 sélectivement mis en circuit par un commutateur 38.
La fermeture de ce commutateur va provoquer la décharge, dans la gouttelette introduite par la canalisation 33, de l'énergie accumu- t* «*- lée dans ce condensateur 37 et l'éjection corrélative de cette goutte¬ lette hors du tube 32, sous forme d'un noyau, vers le volume inté¬ rieur de la chambre de combustion 20, via une ouverture respective 31 ou 41. 5 On va maintenant décrire la séquence de fonctionnement de cette installation.
Tout d'abord, les deux canons à arc dans l'eau 30 injectent dans les chambres de combustion les deux demi-noyaux de matière fusi¬ ble N01 et N02, à des vitesses identiques. En se rejoignant dans le
10 couloir de communication du tube 10, ceux-ci vont former le noyau de matière fusible N0.
Ensuite, on injecte par les canons à arc dans l'eau 40 deux autres noyaux N3 et N4 destinés à former la cible de matière fusible. L'ins¬ tant et la -vitesse de l'éjection sont tels que ces noyaux N3 et N4 se lδ trouvent pratiquement chacun au centre 21 de la chambre au moment de la rencontre des noyaux N01 et N02 dans le couloir de communication.
Le noyau N0 formé dans le tube reçoit alors la décharge du stoc¬ kage capacitif (fermeture de l'interrupteur 16), ce qui va le scinder à
20 nouveau en deux demi-noyaux N*L et N2 propulsés à très grande vitesse vers les noyaux N3 et N4 qui se trouvent aux centres 21 des chambres de combustion.
Les collisions -L-N3 et N2-N4 vont alors se produire en ces points 21, déclenchant la réaction de fusion. Le plasma à haute tempéra-
2δ ture résultant de cette réaction sera évacué pour utilisation par les buses 22.
Afin de réduire l'érosion due aux neutrons et aux gammas pro¬ duits par la fusion, on prévoit un dispositif d'aspersion créant de façon transitoire un écran d'un liquide ralentisseur de neutrons L
30 (typiquement, de l'eau H20) interposé entre la paroi de la chambre de combustion et le point d'explosion (le centre 21 de la chambre de combustion).
Ce dispositif d'aspersion est composé avantageusement d'une pluralité de canons à arc dans l'eau δO, semblables dans leur struc-
3δ ture aux canons à arc dans l'eau 30 et 40 décrits en référence à la figure 6, et servant à éjecter par des ouvertures δl des noyaux d eau H00 au moment de la collision au point 21 , de manière à venir for¬ mer un écran continu autour de ce point.
Les déclenchements des canons à arc dans l'eau 30 et 40 et ceux 5 des canons à arc dans l'eau 50 injectant l'écran d'eau devront être convenablement décalés dans le temps de façon que cet écran inter¬ calaire soit homogène.
En outre, comme illustré figure 7, il est possible et avantageux de multiplier les dispositifs d'injection d'eau et d'aspersion. 10 Plus précisément, sur cette figure on a prévu de former un écran dédoublé Ε_, E2, dont la partie E--_ (par exemple à symétrie approxi¬ mativement cylindrique) est créée à l'aide des canons à arc dans l'eau 50 dont les tubes sont répartis régulièrement à la périphérie de la chambre, un tel dispositif assurant une mise en place précise, Iδ dans l'espace, de l'eau constituant l'écran, et dont la partie E9, située sur la surface de la chambre, peut être avantageusement créée à l'aide d'eau sous pression admise dans la chambre par un nombre approprié de vannes rapides ouvrant des conduites 5δ d'injection d'eau. Ces conduites, pourvues de buses débouchant sen- 20 siblement tangentiellement à la paroi de la chambre, sont, ici en¬ core, réparties régulièrement à la périphérie de la chambre selon une symétrie cylindrique autour de Taxe des électrodes.
La récupération de l'énergie dégagée par la réaction de fusion pourra se faire de plusieurs manières. δ Une première manière consiste à récupérer l'énergie par voie thermodynamique.
À cet égard, outre son rôle de protection des parois de la chambre de combustion, l'écran d'eau interposé entre le plasma de fusion et la paroi de la chambre de combustion peut également servir à récupé- 0 rer l'énergie produite transportée par les particules, sous-produit des réactions de fusion. L'interaction avec ces particules va alors créer un plasma plus froid qui sera utilisable sans induire de pro¬ blème d'usure excessive, par exemple dans un échangeur thermique de structure classique. δ On notera que, du fait de la température élevée de la source chaude (l*eau de l'écran échauffée par la réaction de fusion), on peut obtenir un excellent rendement thermodynamique.
Une seconde manière de récupérer l'énergie produite par la réac¬ tion de fusion consiste à utiliser la haute température du plasma δ dans la buse d'échappement 22 pour dissocier (avec un rendement extrêmement élevé) de l'eau en hydrogène et oxygène, cette dissocia¬ tion étant effectuée dans une enceinte entourant la buse d'échappe¬ ment. L'hydrogène est ensuite séparé de l'oxygène par les méthodes industrielles habituelles.
10 Une troisième manière de récupérer l'énergie, qui peut être d'ail¬ leurs combinée à la voie thermodynamique, consiste à procéder par voie magnétohydrodynamique.
On peut alors obtenir directement de l'énergie électrique, de manière en elle-même connue, à partir du plasma éjecté à grande lδ vitesse par la buse d'échappement 22. Un aimant destiné à créer un champ magnétique pour séparer les particules positives et négatives est alors à ajouter au dispositif.
On peut même prévoir un dispositif, illustré schématiquement figure 8, permettant de produire un courant alternatif puisé.
20 Le dispositif de base est conforme au principe décrit par la figure
S. Un aimant de type dipôle 60 est placé sur la buse d'échappement 22 ; créant un champ magnétique perpendiculaire au plan de la figure, il a pour rôle de séparer les charges positives et les charges négatives. Ce dipôle 60 a pour effet qu'un faisceau d'ions positifs 63,
2δ ou du moins enrichi en charges positives, est admis dans la tuyaute¬ rie 64. Chacun des deux faisceaux 61 et 63 joue le rôle d'un circuit primaire de transformateur, le secondaire 6δ étant bobiné sur le cir¬ cuit magnétique 67 entourant la tuyauterie 62 et le secondaire 66 étant bobiné sur le circuit magnétique 68 entourant la tuyauterie
30 64. Les dimensions transversales de ces faisceaux sont ajustées à l'aide d'aimants quadrupôles 69.
A la sortie du circuit magnétique 67, le dipôle 71 dévie le faisceau enrichi en charge négatives vers un condenseur 73, et à la sortie du circuit magnétique 68, le dipôle 72 dévie le faisceau enrichi en
3δ charges positives vers le condenseur 73. Le condenseur 73 est refroi- di par un circuit d'eau 74, et un système de relevage 7δ permet la récupération des efïïuents.
Pour retrouver une fréquence du courant habituelle (δO ou 60 Hz), il faut pouvoir assurer un taux de processus injection→ δ allumage→éjection à la même fréquence. Plusieurs buses du type
22, issues chacune d'une chambre de combustion différente, peuvent débiter dans les tuyauteries 61 et 63. Pour obtenir la bonne fré¬ quence aux secondaires des transformateurs, on règle alors en séquence les instants de fonctionnement des différentes chambres de 10 combustion. Il est en outre possible de combiner plusieurs de ces systèmes pour obtenir un générateur alternatif polyphasé.
lδ
20
δ
0
δ

Claims

REVENDICATIONS
1. Un procédé pour produire de l'énergie de fusion à partir d'une matière fusible, caractérisé en ce qu'il consiste à : δ — introduire dans un tube (10) un noyau liquide (N0) de matière fusible,
— appliquer à ce noyau de matière fusible une décharge impul¬ sionnelle de courant électrique produisant au sein de celui-ci une pression électrodynamique provoquant son expulsion (N^
10 N2) en hypervitesse hors du tube,
— faire entrer le noyau ainsi expulsé en collision avec un volume de matière fusible (N3, N ) pour déclencher une réaction de fusion, et
— récupérer l'énergie produite par cette réaction de fusion. Iδ
2. Le procédé de la revendication 1, dans lequel le noyau de matière fusible (N0) est introduit dans le tube par injection dans ce tube.
20 3. Le procédé de la revendication 2, dans lequel l'injection du noyau de matière fusible (NQ) dans le tube a lieu par introduction si¬ multanée de deux demi-noyaux (N01, NQ9) à l'intérieur du tube (10) par les deux extrémités opposées respectives de ce tube.
2δ 4. Le procédé de la revendication 1 , dans lequel le volume de matière fusible (N3, N4) est amené au point de collision (21 ) avec le noyau de matière fusible (N-^ N9) par éjection en direction de ce point.
30 δ. Le procédé de la revendication 1 , dans lequel, avant déclenche¬ ment de la réaction de fusion, on forme un écran autour du point de collision (21 ) du noyau avec le volume de matière fusible.
6. Le procédé de la revendication δ, dans lequel, pour former ledit 35 écran, on éjecte un liquide ralentisseur de neutrons (L) en direction du point de collision. '-4
7. Le procédé de la revendication 1 , dans lequel la récupération de l'énergie est effectuée par voie thermodynamique à partir de la source chaude constituée par le plasma produit par la réaction de fusion.
8. Le procédé de la revendication 1 , dans lequel la récupération de l'énergie est effectuée par voie magnétohydrodynamique à partir du plasma produit par la réaction de fusion.
9. Le procédé de la revendication 1, dans lequel la récupération de l'énergie est effectuée par voie chimique à partir du plasma pro¬ duit par la réaction de fusion.
10. Un dispositif pour produire de l'énergie de fusion à partir d'une matière fusible par mise en œuvre du procédé de l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend :
— une chambre de combustion (20), — un tube (10), débouchant dans cette chambre de combustion,
— des moyens pour introduire dans ce tube un noyau de matière fusible,
— des moyens (11, 12, 13) pour appliquer à ce noyau de matière fusible une décharge impulsionnelle de courant électrique pro- duisant au sein de celui-ci un pression électrodynamique pro¬ voquant son expulsion (N^ N9) en hypervitesse, hors du tube, dans la chambre de combustion,
— des moyens pour placer un volume de matière fusible (N3, N4) dans la trajectoire du noyau ainsi expulsé, de manière à faire entrer en collision le noyau de matière fusible et le volume de matière fusible pour déclencher une réaction de fusion, et
— des moyens pour récupérer l'énergie produite par cette réac¬ tion de fusion.
11. Le dispositif de la revendication 10, dans lequel la décharge impulsionnelle est appliquée par une paire de bornes (11 , 12j isolées du tube (10) et disposées aux deux extrémités de celui-ci sur des génératrices diamétralement opposées, de manière à produire au sein de la matière fusible (N0) introduite dans le tube des lignes de δ courant essentiellement orientées selon l'axe de celui-ci.
12. Le dispositif de la revendication 10, dans lequel les moyens pour introduire dans le tube le noyau de matière fusible compren¬ nent des moyens (30) pour éjecter ce noyau en direction de ce tube.
10
13. Le dispositif de la revendication 10, dans lequel le tube (10) est un tube, ouvert à ses deux extrémités (17, 17), débouchant de chaque côté sur une chambre de combustion (20, 20), chacune des chambres de combustion possédant ses propres moyens (40) pour
Iδ placer un volume de matière fusible dans la trajectoire du demi- noyau respectif expulsé afin de déclencher par collision une réaction de fusion.
14. Le dispositif des revendications 12 et 13 prises en combinai- 20 son, dans lequel les moyens pour introduire dans le tube le noyau de matière fusible comprennent des moyens (30) pour introduire simul¬ tanée deux demi-noyaux (N01, N02) à l'intérieur du tube (10) par les deux extrémités opposées (17, 17) respectives de ce tube.
2δ lδ. Le dispositif de la revendication 12 ou de la revendication 14, dans lequel les moyens (30) pour éjecter le noyau ou les demi-no¬ yaux de matière fusible en direction du tube comprennent un canon à arc dans l'eau.
30 16. Le dispositif de la revendication 10, dans lequel les moyens pour placer le volume de matière fusible (N3, N4) dans la trajectoire du noyau (N1; N2) comprennent des moyens (40) pour éjecter ce volume en direction du noyau expulsé par le tube.
3δ
PCT/FR1991/000305 1990-04-17 1991-04-12 Procede et dispositif pour produire de l'energie de fusion a partir d'une matiere fusible WO1991016713A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9004886A FR2661033B1 (fr) 1990-04-17 1990-04-17 Procede et dispositif pour produire de l'energie de fusion a partir de l'eau lourde.
FR90/04886 1990-04-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1991016713A1 true WO1991016713A1 (fr) 1991-10-31

Family

ID=9395814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR1991/000305 WO1991016713A1 (fr) 1990-04-17 1991-04-12 Procede et dispositif pour produire de l'energie de fusion a partir d'une matiere fusible

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR2661033B1 (fr)
WO (1) WO1991016713A1 (fr)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2712722A1 (fr) * 1993-11-18 1995-05-24 Voisin Jacques Procédé et dispositif de fusion nucléaire contrôlée par jets de liquides à très haute pression.
WO1997012194A1 (fr) * 1995-09-28 1997-04-03 Brown, Keith, Edwin, Frank Dispositif de lancement de projectiles fluides
WO2003030182A2 (fr) * 2001-10-01 2003-04-10 Ping-Wha Lin Reactions nucleaires obtenues au moyen de changements de temperature rapides

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Journal of Electroanalytical Chemistry, volume 261, 1989, Elsevier Sequoia S.A. (NL) M. Feischmann: "Electrochemically induced nuclear fusion of deuterium", pages 301-308 *
Nature, volume 338, 27 avril 1989, (Londres GB) S.E. Jones et al.: "Observation of cold nuclear fusion in condensed matter", pages 737-740 *
Nature, volume 341, no. 12, 12 octobre 1989, (Londres, GB) B.V. Derjaguin et al.: "Tidtanium fracture yields neutrons?", page 492 *
Physical Review Letters, volume 63, no. 12, 18 septembre 1989, (New York, US) R.J. Beuhler et al.: "Cluster-impact fusion", pages 1291-1295 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2712722A1 (fr) * 1993-11-18 1995-05-24 Voisin Jacques Procédé et dispositif de fusion nucléaire contrôlée par jets de liquides à très haute pression.
WO1997012194A1 (fr) * 1995-09-28 1997-04-03 Brown, Keith, Edwin, Frank Dispositif de lancement de projectiles fluides
WO2003030182A2 (fr) * 2001-10-01 2003-04-10 Ping-Wha Lin Reactions nucleaires obtenues au moyen de changements de temperature rapides
WO2003030182A3 (fr) * 2001-10-01 2003-12-18 Ping-Wha Lin Reactions nucleaires obtenues au moyen de changements de temperature rapides

Also Published As

Publication number Publication date
FR2661033A1 (fr) 1991-10-18
FR2661033B1 (fr) 1994-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11495362B2 (en) Methods, devices and systems for fusion reactions
CN101443853B (zh) 用于产生粒子束和核聚变能量的方法和设备
Yonas Fusion power with particle beams
JP5317346B2 (ja) 磁場反転配位におけるプラズマの磁気的閉じ込めおよび静電気的閉じ込め
KR101541576B1 (ko) 플라스마를 압축하기 위한 시스템 및 방법
CN101027481B (zh) 宇宙飞船推进器
Peacock et al. Sources of highly stripped ions
US20150380114A1 (en) Method and apparatus of confining high energy charged particles in magnetic cusp configuration
EP2522018A2 (fr) Procédé de réalisation d&#39;un impact dans le vide
FR2481050A1 (fr) Procede et dispositif d&#39;implosion d&#39;une microsphere avec une enveloppe rapide
FR2481049A1 (fr) Procede et dispositif pour produire un rayonnement
US20180080438A1 (en) Efficient Electric Spacecraft Propulsion
KR20190073544A (ko) 다중 스케일 포집 타입 진공 펌핑을 갖는 고성능 frc의 개선된 지속성을 위한 시스템들 및 방법들
WO1991016713A1 (fr) Procede et dispositif pour produire de l&#39;energie de fusion a partir d&#39;une matiere fusible
EP3117438A2 (fr) Procédé et appareil permettant de confiner des particules d&#39;énergie élevée dans une configuration de cuspide magnétique
RU2046210C1 (ru) Электроракетный двигатель богданова
WO1991015016A1 (fr) Procede et dispositif pour produire de l&#39;energie de fusion a partir d&#39;une matiere fusible
Thomas et al. Advancements in dense plasma focus (DPF) for Space Propulsion
Chen et al. Plasma applications
FR2481048A1 (fr) Procede et dispositif de chauffage par un faisceau d&#39;electrons relativistes d&#39;un plasma de haute densite
RU2175173C2 (ru) Ускоритель для осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза
US20240347218A1 (en) System and Method to Employ Centrifugal Confinement Fusion for In-Space Propulsion and Power Generation
Pert X-ray lasers pumped by ultra-short light pulses
WO1991016591A1 (fr) Procede et dispositif de propulsion electrodynamique
Czysz et al. Stellar and interstellar precursor missions

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CA JP SU US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IT LU NL SE

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: CA