ESS, grand débit de neutrons
La source spatiale européenne (ESS) est le nom du projet européen. Bien que le projet soit issu de la Fondation européenne de la science (European Science Foundation), l'ESS bénéficie du soutien des pays de l'Union européenne. En définitive, il s'agit d'une usine d'obtention de neutrons et de recherche de matériaux.
Tradition
Le système le plus commun pour obtenir des neutrons sont les réactions nucléaires. L'uranium 235 radioactif est utilisé dans les réacteurs nucléaires conventionnels. Cet isotope est généralement mélangé avec l'isotope non radioactif uranium 238, plus abondant. Cela signifie que pour être un réacteur nucléaire qui fait bien le travail, l'uranium doit être beaucoup enrichi pour avoir le contenu maximum dans l'isotope uranium 235. Dans les réactions normales de fission nucléaire, les atomes d'uranium se brisent, se divisent en deux atomes plus légers, les deux autres plus… et de plus, des neutrons sont libérés. Ces neutrons qui se libèrent - après avoir perdu l'avi- se heurtent à nouveau dans le noyau de carburant avec d'autres noyaux d'uranium, se cassent à nouveau et se forment des noyaux plus légers et des neutrons… est la base de la réaction en chaîne, la fission nucléaire.
Pour obtenir des neutrons, on peut utiliser des réacteurs nucléaires - et ils ont été utilisés -, mais ils provoquent plus d'un problème. L'une d'elles est la nature de la réaction, le caractère de chaîne, car c'est une réaction en chaîne. Cette réaction doit donc rester en quelque sorte, car si elle ne peut pas être arrêtée, il peut y avoir un désastre énorme. Les réacteurs nucléaires, en plus de produire la réaction, ont cette fonction. Dans ces réactions typiques, il y a beaucoup de neutrons, mais plus important est la quantité d'énergie générée par l'effet de la fission, en divisant les noyaux en petits noyaux. C'est pourquoi la plupart des réacteurs nucléaires ont été construits pour obtenir de l'énergie, pour transformer cette énergie générée de la fission en énergie thermique, électrique, etc.
Cependant, des réacteurs nucléaires de recherche ont également été réalisés, c'est-à-dire adaptés à l'obtention de neutrons au lieu d'énergie. Cette technique est bonne pour obtenir des neutrons, mais elle a ses limites. D'une part, il faut tenir compte, au moins les chercheurs le prennent, que si le réacteur n'est pas utilisé pour autre chose pour obtenir des neutrons, beaucoup d'énergie est gaspillée. D'autre part, le problème de la radioactivité, celui des déchets radioactifs, car aujourd'hui personne ne sait quoi faire pour résoudre le problème des déchets radioactifs.
Briser la tradition
Compte tenu des difficultés rencontrées par les réacteurs nucléaires en général, y compris ceux adaptés à l'obtention de neutrons, il n'est pas surprenant que le nombre de réacteurs nucléaires diminue. Donc, en ce siècle qui vient de commencer, il n'est pas logique de penser que si vous devez faire quelque chose pour obtenir des neutrons, quelque chose doit être basé sur des techniques de fission.
Face aux techniques de fission il ya, entre autres, des sources spatiales. Il existe une différence substantielle entre l'espace et les réactions nucléaires : dans les techniques d'espacement, les noyaux des atomes ne sont pas brisés. En ne cassant pas les noyaux, il n'y a pas de fission et en l'absence de réaction de fission, la radioactivité ne se produit pas non plus. Les sources d'expansion sont basées sur des protons. Ces protons sont envoyés à grande vitesse sur les accélérateurs contre les métaux lourds comme le mercure ou le plomb. Parce que ces métaux pèsent beaucoup de neutrons, en frappant les protons les neutrons sont excités et passent à un état d'énergie élevée, mais ensuite il se calme avec la libération. Des neutrons sont créés sans casser le noyau. Ceci est important car si le noyau atomique n'est pas brisé, il n'y a pas de réaction nucléaire et donc pas de risque de rayonnement. Bien que dans ce processus de rayonnement gamma se produit, ce type de rayonnement ne présente pas de grands risques.
La non-rupture du noyau a plus d'avantages que les réactions nucléaires. En fait, en ne brisant pas les noyaux, l'énergie libérée est inférieure à la normale. L'énergie utilisée pour obtenir un neutron par épaississement est donc beaucoup plus faible que celle utilisée pour obtenir le même neutron par réactions nucléaires. En ce sens, la technique de l'espace semble plus sensée.
Si l'on cherche des différences entre les deux techniques, on peut mentionner l'absence de réaction en chaîne. Dans les réactions nucléaires, une fois la réaction en chaîne commencée, il est impossible d'arrêter jusqu'à la fin du carburant, tandis que dans les sources d'expansion il n'y a pas de problème. Ces techniques ne nécessitent que l'obtention de protons à haute énergie, pour lesquels l'accélérateur de particules est suffisant. Le processus peut rester quand on veut, car il suffit de cesser d'envoyer des protons, il n'est pas nécessaire de contrôler les réactions en chaîne ou de ralentir la vitesse des neutrons.
Pour quels neutrons ?
Les avantages d'utiliser la technique d'épaississement pour l'utilisation de neutrons ont été reflétés dans les lignes précédentes. Il semble la technique la plus appropriée, mais pourquoi faut-il des neutrons ? Qu'est-ce qui rend si précieux?
Du point de vue de la convivialité, l'utilisation de neutrons est compréhensible. Quand on veut savoir comment répond un certain matériel ou comment est la composition microscopique de la matière, il faut savoir où sont les atomes - la structure atomique - et comment ils se déplacent ou répondent. Bien que cela soit important pour la science de base, il peut être plus important pour la technologie, puisque les nouveaux matériaux sont la base des nouvelles technologies, tous les domaines de la technologie sont liés au comportement des nouveaux matériaux. Pour savoir où se situent les atomes et comment ils se déplacent, pour les comparer aux caractéristiques de certains matériaux, il existe des techniques de dispersion, dans ce cas des techniques de dispersion des neutrons. En d'autres termes, les neutrons d'une certaine énergie entrent en collision avec des échantillons spécifiques et étudient ce qui se passe avec l'échantillon pendant le choc et après le choc.
Les particules les plus appropriées sont les neutrons, bien que des protons, la lumière elle-même, les rayons X, etc. puissent être utilisés. Les neutrons sont des particules subatomiques qui, à côté des protons, se trouvent dans le noyau des atomes. Les neutrons ont une particularité, ils n'ont pas de charge électrique. Par conséquent, les interactions entre neutrons et matière sont très spéciales, car elles peuvent pénétrer beaucoup dans la matière. Les neutrons ont d'autres particularités : ils ont un moment magnétique, ils ont la même énergie que les atomes ou molécules en interagissant avec la matière, ils ont la longueur d'onde de la distance interatomique, ils sont capables de distinguer les isotopes du même noyau… et ces caractéristiques sont d'une grande valeur pour différentes études.
La dispersion des neutrons fournit une excellente information microscopique sur la structure et la dynamique de la matière. Dans le domaine de la matière condensée, l'apport de neutrons a été parfait pour comprendre le magnétisme et la base du quantique. Pour comprendre les plastiques, les protéines, les polymères, les fibres, le verre liquide, les aimants, les superconducteurs, entre autres, la recherche sur les neutrons a été très importante, mais peut être plus importante.
Projet ESS
À la fin du projet de trottoir, il sera 30 fois plus puissant que toute source existante.
Aujourd'hui, il existe des sources de neutrons. Cependant, ils ont des problèmes car ils sont moins intenses que les réacteurs nucléaires classiques. Le projet ESS vise à réaliser un projet international de coopération en Europe. En outre, cette source est censée avoir un débit supérieur aux réacteurs nucléaires existants aujourd'hui.
Les expériences qui pourraient être faites en ESS correspondraient à une nouvelle génération et pourraient répondre à de nombreuses questions dans certains des domaines actuels, tels que les superconducteurs et la cosmologie. En plus de la physique, l'ESS serait utile en biologie, chimie, ingénierie, géologie et médecine. Bien sûr, aussi pour enquêter sur les questions importantes qui sont introduites dans l'industrie.
En ce moment, le projet est assez mature. Cependant, les possibilités sont différentes, c'est pourquoi on cherche actuellement des solutions, puisque le bâtiment et les expériences doivent être adaptés. Donc, le XXI. En prévision de possibles points d'intérêt de recherche du XXe siècle, les experts réunis à Saint-Sébastien analysent les possibilités techniques de l'installation. Autrement dit, ils débattront des installations les plus appropriées pour répondre aux besoins de recherche. Si les plans étaient en bonne voie, la construction de l'ESS commencerait en 2004, se terminerait en 2010 et serait pleinement opérationnelle en 2012. L'Allemagne est le pays qui a le plus de chances d'accueillir les installations, bien qu'il n'y ait rien décidé. En théorie, au moins.
Du point de vue scientifique, le projet peut avoir une grande importance pour la recherche de la structure et de la dynamique des matériaux, puisque l'ESS est un outil beaucoup plus efficace que ceux existants. Cela signifie qu'à l'avenir, des lignes de recherche encore inconnues peuvent être ouvertes. Et c'est important.
Cependant, l'importance de ce projet concerne également le projet rival. Et c'est que jusqu'ici l'Europe a été le leader dans cette ligne de recherche. Si l'ESS n'était pas construite, le leadership serait assumé par les États-Unis, qui construisent déjà leur propre source d'expansion appelée SNS. Il n'y a pas de guerre froide, mais les Américains vont de l'avant. Ce n'est pas le pire poinçon.
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