Avec le laser, "On peut réduire la radioactivité d'un million d'années à 30 minutes" Gérard Mourou, prix Nobel de physique

Voici un article : https://www.latribune.fr/opinions/tribunes/avec-le-laser-on-peut-reduire-la-radioactivite-d-un-million-d-annees-a-30-minutes-gerard-mourou-prix-nobel-de-physique-792642.html

Le gars a obtenu le prix Nobel, j'ai jamais entendu parler de ça ! Pourtant ça pourrait bien être révolutionnaire, mais non on parle que de ce qui est important pour l'avenir de l'humanité : les gilets jaunes !

En fait ça reste du laboratoire, l'application industrielle est loin d'être prête.... un peu comme la fusion nucléaire.

Pour la réduction de la radioactivité, ce n'est même pas encore du laboratoire, juste une idée ...

Et il ne faudrait pas que le laser consomme plus d'électricité que n'en produit la centrale nucléaire qui a produit les déchets radioactifs

on fera un laser à l'hydrogène

C'est de la recherche fondamentale mais si il trouve, je pense que l'application industrielle pourrait se faire très vite !

Et déboucher sur une multitude d'applications annexes.

Il ne reste plus qu'a patienter 15 ou 20 ans.

Accessoirement, pour aider à comprendre, ça serait bien que le journaliste sache ce que c'est qu'un exposant et une puissance de 10.

Pas 1021 W/cm² mais 10²¹ W/cm².
Il y a un facteur 10¹⁸ entre les deux.
Un milliard de milliards. Une paille !

L'article est directement repris de (la source est citée) : http://theconversation.com/conversation-avec-gerard-mourou-prix-nobel-de-physique-2018-104338
Le copier-coller n'a pas gardé correctement le formatage...

Faire du copier-coller, pour un journaliste, ce n'est pas du boulot.
On lit, on essaie de comprendre, et si on a compris, on copie-colle, puis on se relit en faisant le jeu des sept erreurs et enfin, si tout va bien, on publie.
Et si on n'a pas la compétence pour comprendre et relire, on fait les chiens écrasés. Ou les gilets jaunes.

M'égniiiierfffffe !

L'article ne dit pas grand chose sur la façon dont les lasers interviendront dans le principe.

Par ailleurs ça semble un processus de longue haleine:
Supposons que je prenne du plutonium 239, qui a une demi-vie de 24110 ans et que j'arrive à faire sauter un neutron pour le transformer en Pu238, qui lui a une demi-vie de 87,75 ans. A priori j'y ai beaucoup gagné, mais le pu238 qui se désintègre ne disparait pas vraiment : il se transforme en U234 qui lui a une demi-vie de 245 500 ans , donc il faut recommencer l'opération...

Quand à la consommation d'énergie je ne m'inquièterais pas trop car l'opération va généralement consister  à ramener des noyaux lourds et instables au dessous du seuil de stabilité c'est à dire à faire des noyaux pas plus gros que le plomb 208. La tendance devrait donc être à la réduction de la taille des noyaux, ce qui pour ceux qui sont plus lourds que le fer 56 doit correspondre à un dégagement d'énergie.

Je ne sais pas si on doit considérer que l'énergie qui aurait du être libérée en un million d'années va l'être en 30 mn, si c'est le cas ça va peut être chauffer un peu.

Je lis comme un clin d'oeil aux alchimistes que certains isotopes instables du plomb peuvent se transformer en mercure, et certain isotopes instables du mercure peuvent se transformer en or. Mais je n'ai pas l'impression qu'il y ait une chaine de désintégration qui mène du plomb à l'or.

Pourquoi prendre du plutonium, qui est un combustible et pas un déchet. Il vaut mieux le faire travailler dans un réacteur pour générer de l'électricité. Ensuite, on prend les vrais déchets, les produits de fission, qui ont des durées de vies plus faibles, et on utilise le laser pour les rendre inoffensifs ?

Ensuite, quand on libère l'énergie d'un neutron, la puissance délivrée dépend de la force qui retient ce neutron. Donc, plus l'élément à une durée de vie longue, plus cette énergie est conséquente. Mais, on reste au niveau des forces nucléaires, donc, au mieux quelques MeV, qui iront chauffer l'environnement du processus, et on pourra récupérer la chaleur pour produire de l'énergie

Tu as raison j'ai juste pris le plutonium comme example d'une chaine de désintégration avec de grandes fluctuations aléatoires de la demi-vie quand on passe d'une étape à l'autre. Bien entendu il faut faire travailler tout cela et de toutes façons récupérer toute l'énergie que l'on peut au cours du processus.

L'energie ne viendrait pas du neutron lui-même, d'ailleurs à priori son extraction devrait en consommer un peu, à voir si c'est éventuellement compensé par l'accroissement de l'énergie de liaison par nucléon du noyau. Il s'agit plutôt du fait que l'isotope résultant choisi sera radioactif avec une période plus courte et donc avec une plus grande activité et libérera plus de puissance par des désintégrations alpha ou Beta (c'est une bonne raison d'utiliser du Pu238 pour les générateurs radio-isotopiques des sondes spatiales en espace profond, et pas du Pu239).

Si un échantillon radioactif doit être réduit à presque rien en une demi-heure, il faut une demi-vie très courte représentant une très haute activité, donc une puissance très élevée.

L'energie autour du Mev, c'est par atome, mais là on parle de transformer des kilos de matière. La fission d'un atome de Pu239 c'est 207 Mev, donc dans les 33 picojoules seulement, mais rassembles-en 10 kg (masse critique) et ce n'est plus la même histoire (normal avec 2,5.10^24 atomes au kg). Il est d'ailleurs intéressant de noter que le nombre de fissions naturelles (en l'absence de réaction en chaine) est lui plutôt faible: seulement 10 fissions par seconde et par kg. Là je parle fission plutôt que désintégration radioactive alpha ou beta, mais c'est juste pour fixer les idées sur les ordres de grandeur énergétiques.

Sinon peut être un début d'explication au chapitre "photodésintégration" ici:
https://fr.wikipedia.org/wiki/Fission_nucl%C3%A9aire

Coté puissance, tu as raison. Mais si on veut éviter un emballement où les neutrons éjectés risquant de déstabiliser les neutrons adjacents (et cela s'appelle une réaction en chaine) il faudra veiller à la répartition géométrique de la matière pour ne pas approcher de la masse critique. Dans ce cas, la matière à transformer sera diluée dans un fluide. L'idéal serait que ce fluide ait des propriétés de caloporteur pour pouvoir extraire l'énergie et la transformer

j'ai utilisé la  réaction en chaine comme un moyen d'avoir un grand nombre d'atomes qui réagissent rapidement, mais oublions cela et intéressons nous seulement au cas d'une décroissance radioactive normale:

Si je cherche des isotopes (lourds de préférence) dont la demi-vie tourne autour de la demi-heure,
il semble qu'il n'y en ait pas tant que ça:

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_radioactive_isotopes_by_half-life

Le nobelium 259 a une demi-vie d'environ une heure
Si je ne m'intéresse qu'aux désintegrations alpha qui représentent 75% des cas

Une désintégration produit 7,885 Mev -> 1,262 picojoules.
http://periodictable.com/Isotopes/102.259/index.dm.prod.html

Si j'ai un kg de No259 pur, il contient
6,022.10^23 x 1000 / 259  = 2,325.10^24 atomes

En une heure la moitié va se désintégrer et 75 % de ce total par une émission alpha, ce qui représente
871,9.10^21 atomes.

Ils degageront donc une énergie de
871,9.10^21 x 1,262.10^-12 = 1,1 TJoules = 305 MWh

Et donc une puissance moyenne de 305 MW au cours de la première heure.

Apparemment cet élément n'est pas assez connu pour avoir une estimation de la masse volumique mais en supposant qu'elle est la même que celle de l'uranium le kg tiendrait dans une boule de 4,6 cm de diamètre.

Et si on veut vraiment que la radioactivité tombe à des niveaux négligeables en une demi-heure, il faudrait en fait des demi-vies nettement plus courte, donc on multiplierait d'autant la puissance, certainement au delà du GW. La puissance d'un voire plusieurs réacteurs nucléaires concentrée dans une boule de moins de 5 cm (une expérience de pensée, il est vrai, en pratique elle se sublimerait probablement avant même d'avoir pu être assemblée complètement)

En tous cas cela représente des densités de puissance très élevées, il faudrait  donc effectivement beaucoup diluer et du coup traiter de grandes quantités de matière, à supposer que le diluant ne gêne pas l'opération. Et les densités de puissance devront être réduites jusqu'au niveau où elles ne provoquent pas la vaporisation du fluide. Et vu les puissances, je pense que le fluide caloportera, qu'il le veuille ou non

Et on donne le prix Nobel à une recherche qui n'a encore rien donné, qui est totalement inexploitable dans la vraie vie voire pire qui peut être ne fonctionne tout simplement pas. C'est dingue !

La pierre philosophale : le retour....

kalo99 a écrit:Et on donne le prix Nobel à une recherche qui n'a encore rien donné, qui est totalement inexploitable dans la vraie vie voire pire qui peut être ne fonctionne tout simplement pas. C'est dingue !

Ce n'est pas le seul exemple de ce genre. Il y a aussi le prix Nobel de la paix.

kalo99 a écrit:Et on donne le prix Nobel à une recherche qui n'a encore rien donné, qui est totalement inexploitable dans la vraie vie voire pire qui peut être ne fonctionne tout simplement pas. C'est dingue !

Euhh, je ne comprends pas bien. N'y a-t-il pas déjà des applications magnifiques des travaux de Mourou et son équipe dans la chirurgie de l'oeil ???

Quel est le rapport avec la radioactivité ?

A priori cette possibilité à été mentionnée dans le cadre des futures applications possibles, mais n'a pas été la cause de l'attribution du prix.

kalo99 a écrit:Et on donne le prix Nobel à une recherche qui n'a encore rien donné, qui est totalement inexploitable dans la vraie vie voire pire qui peut être ne fonctionne tout simplement pas. C'est dingue !

On peut remettre les choses à leur place ?

Le prix Nobel n'a pas été donné en fonction de cette phrase. Phrase sortie de son contexte. Lors d'une interview, suite à l'attribution du Nobel à Mourou, celui-ci s'est laissé aller à quelques confidences devant les médias. Et il a lâché cette phrase sur les lasers et la radioactivité. Il est, dès le lendemain si j'ai bonne mémoire, revenu là-dessus en déclarant qu'il n'y avait aucunes études sérieuses sur le sujet, qu'il ne travaillait pas là-dessus, et qu'il est possible que ce ne soit même pas possible ...

Son Nobel, il le reçoit pour ses travaux bien réels sur les lasers de puissance, de forte puissance, même : Prix Nobel de physique: Comment Bordeaux s’est taillée une réputation mondiale sur le laser de forte puissance

Mais, ses premiers propos étaient que c'était quelque chose de vraisemblable dans le futur : Réduire l'activité des déchets nucléaires d'un million d'années à 30 minutes, le prix Nobel de physique y croit

Et il y a déjà des travaux sur le sujet depuis au moins 2013 : La transmutation laser des déchets nucléaires

Merci Léonard !