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L'expérience Pons-Fleischmann, une tentative de création de fusion nucléaire à température ambiante

L'expérience Pons-Fleischmann, une tentative de création de fusion nucléaire à température ambiante

Dans Mars 1989, les journaux du monde entier ont fait les gros titres comme "Les électrochimistes découvrent une source d'énergie propre et illimitée!" Les histoires associées racontent la découverte par deux scientifiques de l'Université de l'Utah, Stanley Pons et Martin Fleischmann, qui ont affirmé avoir créé une fusion nucléaire à température ambiante dans un bocal.

Qu'est-ce que la fusion nucléaire?

La fusion est le processus par lequel deux noyaux atomiques ou plus se combinent pour former un ou plusieurs noyaux atomiques et particules subatomiques différents, tels que des neutrons ou des protons. La différence de masse entre les noyaux avec lesquels vous commencez et ceux avec lesquels vous finissez est convertie en énergie selon la célèbre formule d'Einstein E = mc2, où E est la quantité d'énergie, m est la masse, et c2 est la vitesse de la lumière au carré.

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La fusion est ce qui alimente les étoiles telles que notre Soleil et les bombes thermonucléaires ou à hydrogène. A la surface du Soleil, là où les températures atteignent 15 000 000 degrés Cet les pressions sont énormes, les atomes d'hydrogène fusionnent et produisent des atomes d'hélium.

Pour créer une fusion ici sur Terre, vous devez d'abord créer un plasma, qui est un état ionisé de la matière similaire à un gaz. Dans un plasma, les électrons sont séparés des noyaux atomiques et le plasma est composé de particules chargées - noyaux positifs et électrons négatifs.

Pour créer un plasma de fusion, vous devez remplir trois conditions:
1. Très haute température pour provoquer des collisions à haute énergie
2. Densité de particules de plasma suffisante pour que des collisions se produisent
3. Temps suffisant pour confiner le plasma dans un volume défini.

Puisque le plasma est suffisamment chaud pour faire fondre tout récipient de confinement qu'il touche, il doit être corrallé par autre chose que la matière, et dans tokamak dispositifs, ce quelque chose est des champs magnétiques.

Un tokamak est un appareil qui utilise un champ magnétique puissant pour confiner un plasma chaud sous la forme d'un torus, qui est une forme de beignet. Atomes de deutérium ou tritium fusible pour former un noyau d'hélium, un neutron et une quantité spectaculaire d'énergie.

Le deutérium est un isotope de l'hydrogène ayant un noyau contenant un proton et un neutron. C'est le double de la masse d'un noyau d'hydrogène ordinaire qui ne contient qu'un seul proton. Le tritium est un isotope radioactif de l'hydrogène émetteur bêta avec un noyau contenant un proton et deux neutrons. Le tritium est trois fois aussi lourd que l'hydrogène ordinaire, et 1.5 fois plus lourd que le deutérium. Le deutérium se trouve dans l'eau de mer ordinaire à 150 parties par million.

Un exemple de réacteur de type tokamak est le I.T.E.R. réacteur en France.

Un autre type de réacteur à fusion nucléaire est appelé un réacteur de confinement inertiel. Il utilise des impulsions de lasers ultra puissants pour chauffer la surface d'une pastille de carburant jusqu'à ce qu'elle implose. Cela le rend suffisamment chaud et suffisamment dense pour que ses atomes fusionnent. Un exemple de ce type de réacteur est la National Ignition Facility aux États-Unis.

L'essentiel est que la fusion nucléaire crée quatre fois plus d'énergie que nucléairefission, et quatre millions de fois plus d'énergie qu'une réaction chimique, comme la combustion de gaz, de pétrole ou de charbon. Un seul verre d'eau de mer pourrait produire la même quantité d'énergie que brûler un baril de pétrole et ne libérerait aucun déchet. La fusion pourrait répondre à tous les besoins énergétiques de l'humanité sans contribuer au réchauffement climatique.

Le fiasco de la fusion froide

Tout cela est pourquoi l'annonce de Pons et Fleischman de la fusion nucléaire à température ambiante dans un bocal a semblé si attrayante. Pons et Fleischmann avaient rempli une bouteille de eau lourde, qui est de l'eau composée de deutérium et d'oxygène. Ils ont ensuite fait passer un courant électrique d'une cathode de palladium à travers l'eau lourde, et le palladium a absorbé des atomes de deutérium, ce qui, selon Pons et Fleischmann, les a forcés à fusionner et a généré de la chaleur et des neutrons.

Après que l'Université de l'Utah a annoncé la découverte le 23 mars 1989, des scientifiques du monde entier ont tenté de reproduire l'expérience. Une équipe dirigée par le Dr Nathan Lewis du California Institute of Technology a utilisé un équipement plus sensible que celui utilisé par l'équipe de l'Utah, et ils ont découvert qu'aucune fusion n'avait eu lieu. Ils ont également constaté qu'aucun neutron, rayon gamma, tritium ou hélium n'était émis, comme l'équipe de l'Utah l'avait affirmé.

Par Mai 1989 des physiciens lors d'une réunion de l'American Physical Society à Baltimore, Maryland, ont déclenché un torrent d'attaques contre Pons et Fleischmann. Le Dr Lewis a dit au 1,800 Les physiciens ont rassemblé que "Pons ne répondrait jamais à aucune de nos questions ..." Le Dr Steven E. Koonin de Caltech a décrit l'expérience de l'Utah comme le résultat de "l'incompétence et l'illusion de Pons et Fleischmann".

Un scientifique de l'Université du Maryland avait demandé au Dr Pons de venir à l'A.P.S. réunion à Baltimore, mais Pons avait répondu que "... il serait trop occupé à discuter de fusion froide avec un comité du Congrès pour venir à Baltimore."

D'autres institutions se sont empilées, notamment le Massachusetts Institute of Technology, le Lawrence Berkeley Laboratory, l'Université de Rochester, le Brookhaven National Laboratory, l'Université de Yale et le CERN.

En réponse, le directeur de la recherche de l'Université de l'Utah, le Dr James Brophy, a déclaré: «Il est difficile de croire qu'après cinq ans d'expériences, le Dr Pons et le Dr Fleischmann auraient pu commettre certaines des erreurs que j'ai entendues. à la réunion de l'American Physical Society. " La critique est venue juste après que l'Université de l'Utah ait demandé au Congrès américain de fournir 25 millions de dollars pour poursuivre les recherches de Pons et Fleischmann.

Dans Janvier 1991, Pons a quitté l'Université de l'Utah et s'est installé en France où lui et Fleischmann ont repris leurs recherches avec le soutien du laboratoire IMRA de Toyota Motor Corporation. L'expérience de fusion froide a été fermée en 1998 après avoir dépensé 40 millions de dollars sans résultats tangibles trouvés.

Bien que Pons n'ait fait aucune déclaration publique depuis, Fleischmann a continué à donner des conférences et à publier des articles.

Fusion froide dans les médias

L'expérience Pons-Fleischmann est apparue sur Les Simpsons. Le film de 1990 Bullseye! référencé l'expérience et le documentaire de 2012 Les croyants était sur Pons et Fleischmann. Adobe ColdFusion a été nommé d'après l'expérience, tout comme une marque de barres protéinées fabriquées par Cold Fusion Foods.

Et, dans la dernière scène du film bien-aimé de 1985, Retour vers le futur, Doc Brown utilise la fusion froide pour alimenter sa machine à remonter le temps de Delorean et ramener Marty et Jennifer «vers le futur».


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