Albuquerque, Nouveau Mexique. La Z machine du laboratoire Sandia a produit des plasmas dont la température a dépoassé deux milliards de degrés Kelvin, une température plus élevée que celle qui règne au coeur des étoiles ( 20 millions de degrés au centre du soleil )
Ce flux inattendu d'énergie, si sa cause pouvait être expliquée et si tout ceci pouvait être exploité pourrait signifir que des machines utilisant l'énergie de fusion, plus petites et moins coûteuses ( que le problématique ITER ) pourraient un jour produire autant d'énergie de de plus grandes installations.
Ce phénomène pourrait aussi expliquer comment des entités de l'astrophysique comme des éruptions solaires parviennent à maintenir leur température aussi élevée. ( moi j'ai une autre explication : http://www.jp-petit.com/science/ couronne_solaire/couronne_solaire.htm , mais passons )
L'émission très importante de rayonnement poirrait aussi apporter une confirmation expérimentale pour valider les codes destinés à assurer la sécurité et l'état des stocks d'armes nucléaires, ce qui était la mission principale de la Z machine ( en clair : le commentateur n'a pas l'air de réaliser que la températurte obtenue font de cette Z-machine bien plus qu'une source de rayonbs X destinée à tester la "dureté" des ogives face à des systèmes antimissiles ! ).
Au début, on n'a pas voulu y croire, dir le chef du projet Chris Deeney. On a fait et refait maintes fois l'expérience pour s'assurer qu'il sagissait d'un véritable résultat et non d'une bourde.
Ces résultats, enregistrés par des spectromètres ont été confirmés par des simulations numériques menées par Apruzese et ses collègues au Naval Research Laboratory.
Malcom Haines, bien connu pour ses travaux sur les Z-pinches à l'Imeprial College a commenté cette expérience en fournissant un explication possible du phénomène observé, dans un article paru dans le numéro du 24 février de Physical Review Letters.
Sandia est un laboratoire relevant de l'Admlinistration de la Sécurité Nationale des Etats-Unis.
Que s'est-il produit et pourquoi ?
" L'énergie Z " émise lors de ces expériences soulève un certain nombre de questions.
D'abord, l'énergie émise sous forme de rayons X s'est avérée êtres quatre fois supérieure à l'énergie injectée.
Normalement, quand les réactions nucléaires sont ansentes les énergies émises sont inférieures et non supérieures àa l'ensemble de l'énergie apportée au système. Il y a donc une énergie additionnelle. Mais d'où vient-elle ?
Second point, qui n'est pas des moindres : la température des ions s'est maintenue après que le plasma ait atteint son état de compression maximal. Dans ces conditions, les ions ayant perdu toute leur énergie cinétique et réémis cette énergie sous forme de rayonnement la température aurait du normalement baisser, à moins que ces ions aient pu bénéficier d'une source d'énergie d'origine inconnue.
Normalement la machine de Sandia fonctionne comme suit : Vingt millions d'amères passent dans un noyau constitué par des fils de tungstène de la taille d'un cheveu. Ce noyau est de la taille d'une bobine de fil. Les fils sont instantanément vaporisés et se transforment en plasma, un ensemble de particules chargées électriquement.
Ce plasma se contracte du du fait de l'action du champ magnétique qui est dû à ce fort passage de courant et se retrouve comprimé selon un objet qui a le dimètre d'une mine de crayon ( selon le papier de Haines 1,5 mm ). Cette contraction s'effectue à la vitesse à laquelle évoluerait un avion qui relierait New York à San Francisco en quelques secondes ( de l'ordre de 1000 km/s ou 106 m/s . Pour un système d'1,5 cm de rayon ceci correspond à un temps de 1,5 10-8 seconde, soit quinze nanosecondes )
A ce moment là les ions et les électrons n'ont nul endroit où s'échapper. Comme des voitures rapides entrant en collision avec un mur de briques ils s'arrêtent soudainement en délkivrant leur énergie ( cinétique ) sous forme de rayons X qui atteignent des températures de plusieurs millions de degrés, ceux qui correspondent aux éruptions solaires.
En remplaçant le tungstène par de l'acier. En Passant d'un dispositif constitué de fils de tungstène mesurant approximativement 20 mm de diamètre à un assemblage de fils d'acier disposés à des distances allant de 27,5 mm à 40 mm de l'axe, la température a grimpé à deux milliards de degrés. Il est possible que l'explication soit liée à la plus forte énergie cinétique acquise sur une plus longue distance ( 40 mm au lieu de 10 ).
On avait opté pour l'acier pour obtenir des mesures précises, par spectroscopie, impossible à réaliser avec du tungstène ).
L'explication suggérée par Malcom Haines consiste à dire d'une instabilité MHD non prévue aurait permis de convertir une partie de l'énergie magnétique en énergie thermique, accroissant la température des ions, au moment où le plasma "stagne" selon l'axe du système, à vitesse nulle. En principe le cordon de plasma aurait du collapser totalement, pendant que son énergie aurait été dissipée par émission de rayonnement X. Mais pendant un temps qui est approximativement de 10 nanosecondes une énergie d'origine inconnue a accru la température et la pression dans le cordon de plasma, lui permettant de s'opposer à l'effet compressif de la pression magnétique.
Haines suppose que se produiraient des microturbulences qui accroitraient la température des ions, pendant que ceux-ci sont emprisonnés par l'effet de la pression magnétique externe. Ces turbulences sont comparables à des "secousses" ( jolt ) lesquelles, en se convertissant en énergie d'agitation thermique expliqueraient l'augmentation de température constatée. Le mélange d'électrons et d'ions serait alors le siège d'un phénomène dissipatif de type visqueux, ceci se produisant alors même que ces éléments seraient censés avoir perdu tout énergie ( exhausted ).
( J'ai lu l'article et je ne peux pas dire que j'aie trouvé les arguments de Haines convainquants )
Jusque là on avait seulement envisagé que la montée en température observée dans le plasma soit du à la conversion de l'énergie cinétique incidente en énergie thermique et ne soit pas imputable à l'effet de microturbulences MHD.
La Z-machine est installée dans un bâtiment affectant la forme d'un camembert, de la forme et de la taille d'un vieux gymnase d'université.
Ce travail a aussitôt donné lieu à d'autres travaux, que cela soit à Sandia ou à l'université de Reno, au Nevada.
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