Générateurs de rayons X
Dispositif expérimental servant de substitut au nucléaire de fission pour la création d’énergie réutilisable, la Z machine est le plus puissant générateur de rayons X au monde.
Les rayons X sont des rayonnements électromagnétiques constitués de photons. Ils sont connus et utilisés, notamment en médecine, depuis plus d’un siècle. Il s’agit de rayonnements ionisants, ils ajoutent ou enlèvent des charges électriques aux atomes traversés, les transformant en ions, particules qui ne sont pas neutres électriquement. Pour les organismes vivants, ils sont potentiellement nocifs. Crée en 2010 par les scientifiques de SANDIA, laboratoire situé dans la ville de “Albuquerque” au Nouveau-Mexique, elle est conçue pour soumettre des matériaux à des conditions extrêmes de température et de pression.
Principalement utilisée dans la collecte de données pour l’ armement nucléaire grâce à des simulations informatique. Elle permet de part sa particularité de crée des températures de plusieurs milliards de degrés d’avoir de nouvelles perspectives. Le passage du théorique à la pratique a été observé depuis 2012 avec l’utilisation du Deutrénium ,un isotope de l’hydrogène(même nombre de protons mais des neutrons différents).
Composé d’une cage cylindrique contenant en son centre une cible cylindrique en périphérie plusieurs centaines de fils en tungstène plus fins qu’un cheveu, La Z machine a permis la production d’une énergie extrêmement importante.
Principe de fonctionnement
Le principe de fonctionnement de la Z machine est simple, le Deutrénium (D ou ²H) a été tout d’abord placé dans notre cylindre métallique de 5 mm de diamètre et 7,5 mm de hauteur. La seconde étape a consisté à faire passer dans le cylindre une impulsion de courant d’une intensité très élevée de 19 millions d’ampères , pendant 100 nanosecondes.
Ce courant génère alors un champ magnétique conduisant à l’implosion du cylindre, ce qui a comprimé et fait monter la température du deutérium. Un préchauffage a été réalisé à l’aide d’une impulsion laser en même temps qu’un champ magnétique externe confina le plasma produit.
Les physiciens ont obtenu deux résultats en portant ainsi le plasma à une température de 35 millions de degrés (soit deux fois celle régnant au cœur du Soleil ). Ils ont d’abord mesuré un flux de 2.000 milliards de neutrons avec des caractéristiques prouvant que des réactions de fusion avaient bien eu lieu, mettant chacune en jeu deux atomes de deutérium pour donner un atome d’hélium 3 et un neutron. Ensuite, ils ont observé un flux de 10 milliards de neutrons provenant cette fois de la fusion entre des noyaux de deutérium et de tritium (T). Cela veut dire que parallèlement aux réactions des 2 atomes de Deutrénium donnant de l’hélium 3, d’autres ont donné du tritium.
Le projet ITER
Depuis, d’autres prototypes de Z machines ont été développés par diverses nations dont la France avec le projet ITER. Le programme ITER est issu d’une collaboration à l’échelle mondiale dans laquelle 35 pays sont engagés.Les membres d’ITER (la Chine, l’Union européenne, l’Inde, le Japon, la Corée, la Russie et les États-Unis) ont mis en commun leurs ressources pour réaliser une grande ambition : reproduire sur Terre l’énergie illimitée qui alimente le Soleil et les étoiles. L”installation d’ITER est prévue pour 2017.
