Brevet FR2924524A1 — publié le 20090605

La présente invention est une application nouvelle du brevet 0606972 déposé le 25 juillet 2006. Il fait suite à une série de brevets décrivant des moyens pour obtenir la fusion nucléaire du deuterium en hélium et en tirer l'énergie sous forme de puissance électrique industrielle : lorsqu'on focalise dans du deutérium, l'énergie d'un puissant laser se propageant sous le mode quadripolaire tournant, le gaz est instantanément transformé en plasma. Ce mode est tel, qu'il accélère des électrons jusqu'à former un courant magnétiquement pincé. Ce pincement magnétique constitue une contraction violente du nuage électronique, les noyaux doivent suivre pour rétablir l'électro-neutralité. Ils se rencontrent dans le courant pincé où se produit la � fusion nucléaire électrocatalysée � : deux noyaux D qui se rapprochent captent un électron qui entre dans la réaction de fusion, la favorise et s'échappe en emportant l'énergie de fusion nucléaire. Cette réaction s'écrit : D + D + e thermique He, + e relativiste. Elle est utilisée dans une série de brevets qui aboutit au brevet 0202343. Les électrons relativistes issus des fusions successives se suivent à la queue leu leu maintenus en ligne par le pincement magnétique, ils forment ce que j'ai appelé des � aiguilles �. J'ai admis que ces aiguilles lancées dans le deuterium entraînaient un courant électrique à partir duquel elles se renouvelaient et que ce courant pouvait être utilisé industriellement (brevet 0202343). L'expérience a montré que ce n'était pas si simple et j'ai été conduit à préciser la théorie : pour produire des aiguilles qui se renouvellent, il faut lancer de front un grand nombre d'aiguilles. Elles constituent alors des gerbes. Les protubérances solaires sont constituées par d'énormes gerbes d'aiguilles, c'est ce qui explique leur aspect fibreux. Etant donnée l'énergie kmC2 des électrons de l'aiguille : - mC2 étant l'énergie correspondant à la masse de l'électron au repos, - k étant de l'ordre de 15. La distance entre deux électrons qui se suivent dans l'aiguille est égale à la longueur d'onde associée soit : Xc/k. Xc étant la longueur d'onde de Compton Xc = h/mC. Le flux d'énergie dans l'aiguille s'écrit : kmC3/ Les électrons choqués par l'aiguille sont en majorité relativistes. Comme l'aiguille, ils avancent à une vitesse voisine de la vitesse de la lumière, créant une onde de choc électronique, qui ionise totalement le gaz dans lequel elle se propage. Dans les chocs entre deux électrons la quantité de mouvement de l'ensemble est conservée ainsi que la quantité d'énergie. Tous ces chocs se produisent en un temps si bref que les noyaux n'ont pas le temps de bouger. Le volume du nuage électronique ne varie donc pas, il n'y a pas d'échange d'énergie avec l'extérieur. Le flux d'énergie des aiguilles se retrouve intégralement dans le flux d'énergie des électrons qu'elles entraînent. L'onde de choc électronique concentre une grande énergie électrostatique, elle accompagne les aiguilles et uniformise leur répartition. La grande quantité d'électrons qu'elle entraîne crée un courant intense et un champ magnétique qui lie la gerbe. A chaque aiguille correspond un élément S de la surface de l'onde de choc et un filet de courant correspondant à cette surface. La densité N moyenne des électrons du plasma correspond à la densité des atomes avant le passage de l'onde de choc. Soit v la vitesse moyenne d'un électron dans le filet de courant correspondant à l'élément de surface S. Après le passage de l'onde de choc, le flux d'énergie dans le filet de courant s'écrit : SNv 1 m v2) 2 Il doit être égal au flux d'énergie dans l'aiguille qui entraîne le filet de courant Cela s'écrit : NS :Xc (g = 2 k2 Pour que les aiguilles se renouvellent convenablement, il est nécessaire que la vitesse v se situe très au- dessus de la vitesse correspondant à l'énergie d'ionisation. Si la vitesse v est trop faible, les électrons ont tendance à se lier aux noyaux, leur énergie devient alors énergie thermique et le courant qui devrait renouveler la fusion reste bloqué. Le système décrit dans le brevet 0202343 était conçu pour générer une aiguille isolée, la section du filet de courant est alors infinie, la vitesse des électrons entraînés doit être très faible et les aiguilles ne peuvent pas se renouveler. Si à l'aide d'un synchrotron on entretient le courant électrique magnétiquement pincé on produira des aiguilles non renouvelées, c'est-à-dire de la chaleur. Le brevet 0606972 est le premier qui revendique un dispositif capable d'émettre un grand nombre d'aiguilles simultanément. Ces aiguilles sont émises parallèlement à un plan dans tous les azimuts. Pour lancer les aiguilles dans quatre azimuts privilégiés la présente invention prévoit des lentilles astigmatiques dont les astigmatismes se compensent. L'astigmatisme est connu des ophtalmologues comme un défaut de la cornée, qui présente deux courbures différentes dans deux directions perpendiculaires. La figure I représente deux coupes, selon xoz et selon yoz de deux lentilles astigmatiques identiques formant un système afocal. Sur la coupe selon yoz, c'est la lentille L' qui présente la courbure la plus forte et la lentille L' qui présente la courbure la plus faible. Sur la coupe xoy c'est l'inverse. Pour les rayons représentés dans le plan xoz le foyer FX est à droite du plan xoy alors que pour les rayons représentés dans le plan yoz le foyer Fy est à gauche du plan xoy. Il en résulte une déformation de la carte de champ électrique. Le champ électrique est renforcé dans la zone où la carte est resserrée contre l'axe. Les aiguilles sont de préférence lancées dans la direction perpendiculaire à la direction de compression. Les azimuts correspondant à ox et oy deviennent azimuts privilégiés pour l'émission des aiguilles. La présente invention utilise donc un laser tel que celui décrit dans le brevet 0606972, en donnant aux lentilles L et L' qui encadrent la chambre à deutérium l'astigmatisme qui convient pour lancer les aiguilles dans quatre azimuts où elles trouvent quatre � guides de fusions � dans lesquels les gerbes d'aiguilles se propagent et entraînent les électrons d'un plasma pour en faire un courant industriel. L'invention sera mieux comprise par les explications qui vont être données en corrélation avec la description des figures parmi lesquelles : - La figure 1 représente deux lentilles astigmatiques identiques coupées par les plans dans lesquels la courbure du dioptre est maximum ou minimum et disposées de façon à former un ensemble afocal. - La figure 2 représente une chambre à deutérium incorporée à un résonateur laser selon le brevet 0606972. Cette chambre est raccordée à quatre � guides de fusion � dans lesquels se propagent des ondes de choc électroniques qui transforment la puissance des aiguilles en puissance électrique industrielle. Selon une caractéristique de la présente invention, la chambre à deutérium est taillée dans un bloc de métal parallélépipédique 11. La chambre à gaz carbonique du laser s'engage dans ce bloc de métal, dans lequel elle est retenue par la plaquette 12. Sur la face opposée du bloc 11 est fixée la paroi 13 qui ferme la chambre à deutérium et porte les éléments optiques M' D' L'. Les quatre autres faces du volume parallélépipédique 11 sont percées par des trous 14 coniques qui débouchent dans la chambre à deutérium ;. Ces trous constituent l'entrée des � guides de fusion �. On appelle ainsi le dispositif dans lequel la gerbe d'aiguilles constitue le conducteur central d'un câble coaxial. Si les électrons sont lancés à une vitesse très supérieure à celle correspondant au potentiel d'ionisation le plasma se comporte comme un très bon conducteur. C'est principalement le champ magnétique qui lie la gerbe ; la pression du plasma sur la paroi 15 est très réduite. Le champ magnétique est contenu entre le plasma et la paroi 16 qui constitue le conducteur externe du câble coaxial. Elle est reliée au bloc métallique 11 de la chambre à deutérium par la collerette 17 et isolée de la paroi 15 par les anneaux isolants 18. Selon une caractéristique de l'invention, la paroi 15 est réalisée en aluminium recouvert d'alumine. On peut alors faire circuler entre les parois 15 et 16 un fluide de refroidissement. Selon une autre caractéristique de l'invention, on supprime la cloison 15 et le plasma est en contact avec l'isolant 18. La réaction de fusion électro-catalysée se propage dans le plasma et communique l'énergie aux électrons entre la chambre à deutérium et l'onde de choc électronique. Quand l'onde de choc atteint l'anode 19 qui ferme le tube 15 commence l'écoulement des électrons dans les circuits d'utilisation. Cet écoulement fait baisser l'énergie des électrons dans � le guide de fusion � Si on renouvelle l'impulsion laser au moment où la puissance stockée dans les électrons est descendue à la moitié, on obtient un courant pulsé très puissant avec un très bon rendement. La puissance électrique obtenue est proportionnelle à la longueur du � guide de fusion �. REVENDICATIONS 1. Dispositif selon revendications du brevet 0606972000 dans lesquelles on donne aux lentilles L et L' qui encadrent la chambre à deuterium des astigmatismes complémentaires qui permettent de concentrer l'émission des aiguilles dans quatre azimuts où elles sont recueillies par quatre guides de fusion dans lesquels la fusion du deuterium se renouvelle en se propageant sur des distances qui peuvent être grandes. 2. Dispositif selon revendication précédente caractérisé en ce que la chambre à deuterium est taillée dans un bloc métallique parallélépipédique, sur l'une des faces est raccordée la chambre à dioxyde de carbone du laser et ses accessoires dont le miroir M le déphaseur azimutal D et la lentille L, sur la face opposée est fixée la paroi qui porte le miroir M' le déphaseur D' et la lentille L' sur les quatre autres faces sont raccordés les guides de fusion. La structure d'un guide de fusion est celle d'un câble coaxial dans lequel le conducteur extérieur est un tube métallique relié à la masse métallique de la chambre à deuterium, le conducteur central est constitué par le plasma dans lequel les électrons sont lancés par les fusions successives, le courant est principalement contenu par la pression du champ magnétique qu'il engendre, mais aussi, par un tube d'aluminium recouvert d'une forte couche d'alumine et isolé du conducteur extérieur entre les deux tubes circule un fluide de refroidissement.