La fusion thermonucléaire contrôlée

Auteur(s) :

Bobin, Jean-Louis Découvrir l'auteur

Résumé

Les bases théoriques de la fusion nucléaire sont exposées en même temps que son évolution et ses avancées notamment à travers le tokamak et le projet ITER.

Éditeur(s)
- EDP Sciences
Date
- DL 2011
Notes
- Bibliogr. p. 191-192. Notes bibliogr. Glossaire. Index
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (205 p.) : ill. en noir et en coul. ; 24 cm
Collections
- Une introduction à...
Sujet(s)
- Fusion nucléaire contrôlée
ISBN
- 978-2-7598-0573-0
Indice
- 539.64 Réactions nucléaires
Quatrième de couverture
- La fusion thermonucléaire contrôlée
  C'est une aventure singulière initiée dans les années 1950. Une communauté scientifique internationale, soutenue par les pouvoirs publics des nations les plus riches, s'est fixée pour objectif de réaliser la fusion d'éléments légers afin de contribuer à la production d'électricité. Quand ? Comment ? À quel prix ? Autant de questions aux réponses incertaines.
  Les bases physiques de la fusion nucléaire sont connues depuis longtemps. Elles ont conduit à de vastes programmes lancés vers 1970 dans deux directions : les tokamaks pour le confinement magnétique et les lasers multifaisceaux pour le confinement inertiel. Jusqu'aux étapes clés actuelles que sont ITER et les lasers mégajoule, les avancées ont été spectaculaires mais insuffisantes. Après plus d'un demi-siècle de recherches et de développement, la preuve n'est toujours pas apportée d'une énergie de fusion supérieure à l'énergie investie dans le fonctionnement du dispositif. Il faudra encore de longs délais avant d'envisager une exploitation industrielle, un autre demi-siècle peut-être ?
  Si d'autres recherches se poursuivent en marge, notamment sur les systèmes hybrides fusion-fission, le réacteur à fusion tel qu'on l'imagine en 2011 se situe dans le prolongement des deux grandes filières que sont les tokamaks et la voie inertielle par laser.
  L'avenir n'est pas écrit. La seule certitude est que si l'on parvient à maîtriser la fusion thermonucléaire, l'humanité disposera d'une ressource très abondante pour satisfaire sa demande d'énergie électrique, sans émission de gaz à effet de serre et avec une radioactivité posant moins de problèmes que celle de l'énergie de fission.
Tables des matières
- - Remerciements1
  - Préface7
  - Unités11
  - Avant-propos13
  - 1 Un peu de physique de base17
  - 1.1 Atomes17
  - 1.2 Noyaux19
  - 1.3 Réactions nucléaires21
  - Bibliographie23
  - 2 Réactions thermonucléaires25
  - 2.1 Réactions nucléaires de fusion25
  - 2.2 L'hydrogène, combustible du Soleil et des autres étoiles27
  - 2.3 Les réactions du deutérium28
  - 2.4 Régime thermonucléaire31
  - 2.5 Allumage et entretien de la réaction thermonucléaire33
  - 2.6 Le régime stationnaire : critère de Lawson37
  - 2.7 Le régime explosif38
  - Bibliographie40
  - 3 Plasmas43
  - 3.1 L'état de plasma43
  - 3.2 Collisions coulombiennes dans un plasma46
  - 3.3 Création de plasmas48
  - 3.4 Le plasma magnétisé48
  - 3.5 Diffusion des particules chargées à travers un champ magnétique51
  - 3.6 Oscillations52
  - 3.7 Ondes non linéaires et turbulences54
  - 3.8 Les plasmas naturels et les plasmas de fusion55
  - Bibliographie57
  - 4 Quelques aspects du confinement magnétique59
  - 4.1 Principe59
  - 4.2 Plasmas parcourus par un courant60
  - 4.3 Stabilité62
  - 4.4 Configurations fermées64
  - 4.5 Équilibre et stabilité d'un anneau de plasma porteur de courant66
  - 4.6 Trajectoires des particules chargées dans un anneau de plasma parcouru par un courant69
  - 4.7 Autres instabilités du tore70
  - 4.8 Les tores compacts72
  - 4.9 Stellarators72
  - Bibliographie74
  - 5 La filière tokamak77
  - 5.1 Description et mise en oeuvre d'un tokamak77
  - 5.2 Les raisons d'une course au volume79
  - 5.3 Chauffages auxiliaires81
  - 5.4 Trois générations de tokamaks86
  - 5.5 Bilan91
  - Bibliographie93
  - 6 ITER et programmes annexes95
  - 6.1 Un projet fédérateur95
  - 6.2 La machine ITER98
  - 6.3 ITER et la sûreté102
  - 6.4 La question des matériaux102
  - 6.5 IFMIF (International Fusion Material Irradiation Facility)107
  - 6.6 Controverses108
  - Bibliographie109
  - 7 Quelques aspects du confinement inertiel. Le rôle des lasers111
  - 7.1 Contrôle d'une micro-explosion111
  - 7.2 Dynamique de la compression113
  - 7.3 Interaction laser cible solide116
  - 7.4 Instabilités119
  - 7.5 L'attaque indirecte120
  - 7.6 Architecture des cibles122
  - 7.7 Expériences de compression125
  - Bibliographie128
  - 8 Les grands instruments de la fusion inertielle129
  - 8.1 Énergie laser et gain thermonucléaire : l'étape du mégajoule129
  - 8.2 Lasers de puissance131
  - 8.3 Lasers mégajoule137
  - 8.4 Du faisceau à la cible140
  - 8.5 Allumage spontané ou provoqué ?143
  - 8.6 Une autre solution : les faisceaux de particules146
  - 8.7 Le retour du « Z-pinch »148
  - Bibliographie153
  - 9 Hors des sentiers battus155
  - 9.1 Les hybrides fusion-fission155
  - 9.2 Hybrides à confinement magnétique ou inertiel157
  - 9.3 Fusion froide : catalyse par les muons162
  - 9.4 Au-delà du mélange deutérium-tritium164
  - Bibliographie167
  - 10 Le réacteur à fusion169
  - 10.1 Le lièvre et la tortue169
  - 10.2 Conditions pour un générateur d'électricité170
  - 10.3 Cycles énergétiques175
  - 10.4 Une place dans le cycle des combustibles nucléaires [4]179
  - 10.5 Vues d'avenir182
  - 10.6 Quelques considérations économiques184
  - 10.7 Régénération du tritium et ressources186
  - Bibliographie188
  - Épilogue189
  - Bibliographie générale sur la fusion191
  - Glossaire193
  - Sigles201
  - Index203
Origine de la notice:
- FR-751131015