Technologie de base

Confinement Inertiel Electrostatique (IEC ; Inertial Electrostatic Confinement)

Le générateur de neutrons NSD-GRADEL-FUSION est une continuation améliorée du confinement inertiel électrostatique sphérique. Ce générateur de neutrons constitue une source de neutrons linéaire.

IEC est par définition la méthode la plus facile pour réaliser une fusion nucléaire. Même si le fait de vouloir obtenir plus d’énergie que précédemment consommée reste discutable, cette technologie a sans aucun doute démontré qu’il est possible de construire un générateur de neutrons stable, efficace, en escamotant les problèmes des générateurs à cible solide.

Le principe de l’IEC est montré ci-dessous :

IEC-anim-1-sml[1]

Une grille transparente, cathode (-), est entourée d’une anode (+), qui est mise à la terre. Une très haute tension combinée avec une atmosphère gazeuse de très basse pression provoque une décharge luminescente.

Les ions positifs (points rouges) sont attirés par la cathode. Idéalement, ils sont dirigés par focalisation électrostatique de telle façon qu’ils passent à travers les ouvertures de la grille. S’il n’y aurait pas de collision avec d’autres ions ou des particules neutres, les ions pourraient osciller.

En réalité, même à une pression très basse, la densité du plasma de basse pression est toujours assez grande pour qu’une collision soit probable. Même avec des mécanismes de perte, il y aura suffisamment d’ions qui auront été accélérés à un niveau d’énergie supérieur à ~ 15 keV. Les collisions de fusion nucléaire commencent à se produire à partir de ce niveau. Plus haute est la tension électrique, plus grande est la probabilité d’avoir des fusions nucléaires.

Avec un nombre d’ions suffisants, des nuages de particules chargées peuvent influencer la trajectoire des ions au centre de la chambre de réaction. L’animation ci-dessous montre l’existence d’une anode virtuelle liée à une sorte d’organisation autonome de la densité d’ions élevée. L’anode virtuelle a une charge positive qui est tellement importante qu’elle arrive à dévier les ions afin de les garder au centre. Ces ions amènent leur charge positive dans l’espace chargé qui se forme lui-même en une cage positive.

IEC-anim-2-sml[1]

La structure du plasma maintient les ions à un niveau d’énergie cinétique, auxquelles des fusions nucléaires sont possibles. La prolongation du temps de confinement des ions augmente le flux de neutrons de façon remarquable. En utilisant une tension pulsée, on peut observer des phénomènes “super linéaires” avec un flux de neutrons qui monte très vite.

Lors de la fusion des isotopes d’hydrogène, deutérium et/ou tritium, une particule est chargée et un neutron est dégagé. Le neutron sortira de la chambre de réaction.

Il faut noter que ce processus se produit entre 106 et 1010 fois par seconde dans un générateur de neutrons du type NSD-GRADEL-FUSION.

Géométrie

NSD-GRADEL-FUSION a développé un générateur de neutrons linéaire qu’on peut comparer à un tube néon qui émet des neutrons au lieu de la lumière. Il n’est pas comparable à un accélérateur linéaire avec une cible solide qui se consomme en quelques centaines d’heures, faute de l’effet de sputtering de la cible qui est la limite. Le générateur de neutrons de NSD-GRADEL-FUSION n’a aucune de cible qui se consomme, donc sa durée de vie est comptée en milliers d’heures.

Son concept est robuste et facile à recharger avec du gaz à des frais réduits.

La longueur de la chambre de réaction est adaptée au besoin de l’application. La plus petite est de 35mm, et une moyenne est de 350mm, mais elle peut avoir la longueur d’un conteneur de 40 pieds.

Des applications typiques sont par exemple des analyses de matière en vrac sur un convoyeur à bande.