FR2988897A1 - ENERGY PRODUCTION BY ANEUTRONIC NUCLEAR FUSION REACTIONS INITIATED BY LASERS - Google Patents

Abstract

L'invention se rapporte à une production d'énergie par faisceaux laser, comprenant : 1/ mettre une cible de combustible (4) en condition de plasma, en utilisant un premier ensemble de faisceaux laser (1), 2/ bombarder la cible de combustible en condition de plasma par des particules générées en utilisant un deuxième ensemble de faisceaux laser (2), le combustible et les particules étant choisis de manière que l'interaction entre la cible de combustible en condition de plasma et les particules produise des réactions nucléaires aneutroniques hors d'équilibre thermique, 3/ récupérer de l'énergie à partir d'ions générés par les réactions nucléaires aneutroniques.The invention relates to laser beam energy generation, comprising: 1 / putting a fuel target (4) in a plasma condition, using a first set of laser beams (1), 2 / bombarding the target of fuel in plasma condition by particles generated using a second set of laser beams (2), the fuel and the particles being selected such that the interaction between the fuel target in a plasma condition and the particles produces nuclear reactions aneutronic out of thermal equilibrium, 3 / recovering energy from ions generated by aneutronic nuclear reactions.

Description

Production d'énergie par des réactions de fusion nucléaires aneutroniques initiées par lasers La présente invention vise une production d'énergie de fusion nucléaire par un nouveau schéma basé sur des faisceaux laser fonctionnant dans différents régimes d' impulsions . Selon l'usage général, une fusion nucléaire est un processus où deux noyaux atomiques s'assemblent pour former un nouveau noyau atomique qui est plus lourd que les noyaux initiaux. Toutefois, dans le cadre de la présente description, le terme de fusion nucléaire comprend aussi une réaction entre un proton, c'est-à-dire un noyau d'hydrogène, et un noyau de bore, dans la mesure où les noyaux produits sont plus lourds que le noyau d'hydrogène initial. La méthode qui a été envisagée jusqu'à la présente invention consiste à utiliser des faisceaux laser de très grande puissance pour confiner et chauffer des cibles d'un combustible. Ce combustible est constitué d'isotopes de l'hydrogène, c'est-à-dire de deutérium et tritium. Des réactions de fusion nucléaires sont ainsi provoquées, qui sont dites neutroniques car elles produisent des neutrons. La majeure partie de l'énergie qui est produite simultanément par ces réactions de fusion nucléaires neutroniques est alors récupérée à partir des neutrons eux-mêmes. The present invention aims at producing nuclear fusion energy by a novel scheme based on laser beams operating in different pulse regimes. According to general usage, a nuclear fusion is a process where two atomic nuclei assemble to form a new atomic nucleus that is heavier than the initial nuclei. However, in the context of the present description, the term nuclear fusion also comprises a reaction between a proton, that is to say a hydrogen nucleus, and a boron nucleus, insofar as the nuclei produced are heavier than the initial hydrogen nucleus. The method that has been contemplated up to the present invention is to use very high power laser beams for confining and heating targets of a fuel. This fuel consists of isotopes of hydrogen, that is to say deuterium and tritium. Nuclear fusion reactions are thus caused, which are called neutrons because they produce neutrons. Most of the energy that is produced simultaneously by these neutron nuclear fusion reactions is then recovered from the neutrons themselves.

Cependant, cette solution présente plusieurs inconvénients. En particulier, il n'existe pas, à l'heure actuelle, de matériaux résistants aux neutrons très énergétiques générés par une telle réaction, ce qui complique la récupération de l'énergie. De plus, le tritium est radioactif et présente une durée de vie limitée. Il n'existe donc pas dans la nature, et il faut donc le produire spécialement pour alimenter le réacteur. Cette production consomme elle-même une partie significative de l'énergie et nécessite en outre une technologie complexe d'irradiation. La présente invention vient améliorer la situation. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de production d'énergie par faisceaux laser, comprenant des étapes : /1/ mettre une cible de combustible en condition de plasma, en utilisant un premier ensemble de faisceaux laser, /2/ bombarder la cible de combustible en condition de plasma par des particules générées en utilisant un deuxième ensemble de faisceaux laser, le combustible et les particules étant choisis de manière que l'interaction entre la cible de combustible en condition de plasma et les particules produise des réactions de fusion nucléaires aneutroniques hors d'équilibre thermique, /3/ récupérer de l'énergie à partir d'ions générés par les réactions de fusion nucléaires aneutroniques. However, this solution has several disadvantages. In particular, there are currently no high energy neutron resistant materials generated by such a reaction, which complicates the recovery of energy. In addition, tritium is radioactive and has a limited shelf life. It does not exist in nature, so it must be produced specifically to power the reactor. This production consumes a significant part of the energy itself and also requires a complex irradiation technology. The present invention improves the situation. To this end, the subject of the invention is a method for producing energy by laser beams, comprising steps: / 1 / setting a fuel target in a plasma condition, using a first set of laser beams, / 2 / bombarding the fuel target in plasma condition with generated particles using a second set of laser beams, the fuel and particles being selected such that the interaction between the fuel target in a plasma condition and the particles produce reactions Aneutronic nuclear fusion out of thermal equilibrium, / 3 / recovering energy from ions generated by aneutronic nuclear fusion reactions.

On appelle réaction aneutronique une réaction nucléaire qui ne produit pas directement de neutrons hors le bruit de fond. L'énergie est libérée sous forme d'ions. Les ions sont des particules chargées électriquement qui sont arrêtées très facilement par des champs électromagnétiques ou des atomes composant la matière environnante. Il est ainsi possible de faciliter la récupération de l'énergie et d'augmenter le rendement de la transformation de l'énergie de fusion en énergie électrique. L'énergie des ions peut se dissiper de trois manières : a) les ions produisent des réactions nucléaires secondaires dans le plasma contribuant à la production globale d'énergie ; b) les ions produits par les réactions de fusion nucléaires aneutroniques ont un libre parcours moyen de quelques micromètres et sont arrêtés par le plasma. Ils contribuent ainsi au chauffage du coeur de la cible et donc à la propagation des réactions jusqu'à la combustion de la cible ; c) l'énergie des ions peut être convertie en énergie thermique par l'arrêt des particules dans la matière ou transformée directement en courant électrique. Contrairement aux neutrons de 14 MeV produits dans les réactions de fusion du deutérium avec du tritium, l'arrêt des particules alpha dans la matière est bien connu. L'énergie des particules est convertie en chaleur puis, avec des échangeurs de chaleur en courant électrique. Une réaction aneutronique peut néanmoins entraîner la génération de réactions de fusion nucléaires secondaires neutroniques, c'est-à-dire produisant des neutrons. An antronic reaction is a nuclear reaction that does not directly produce neutrons out of the background. The energy is released in the form of ions. Ions are electrically charged particles that are very easily stopped by electromagnetic fields or atoms that make up the surrounding matter. It is thus possible to facilitate the recovery of energy and increase the efficiency of the transformation of the fusion energy into electrical energy. The ion energy can be dissipated in three ways: a) the ions produce secondary nuclear reactions in the plasma contributing to the overall energy production; b) the ions produced by the aneutronic nuclear fusion reactions have an average free path of a few micrometers and are stopped by the plasma. They thus contribute to the heating of the core of the target and thus to the propagation of the reactions until the combustion of the target; c) the energy of the ions can be converted into thermal energy by stopping the particles in the material or transformed directly into electric current. Unlike the 14 MeV neutrons produced in deuterium fusion reactions with tritium, the arrest of alpha particles in the material is well known. The energy of the particles is converted into heat and then, with heat exchangers into electric current. An aneutronic reaction can nevertheless lead to the generation of neutron secondary nuclear fusion reactions, that is to say producing neutrons.

Cependant, le nombre de neutrons produits par les éventuelles réactions de fusion nucléaire neutroniques secondaires est très inférieur au nombre de neutrons produits par une réaction de type deutérium-tritium, dans un rapport qui peut être de l'ordre 1000, et ces neutrons sont moins énergétiques. La méthode proposée permet de produire des réactions de fusion en dehors de l'équilibre thermique, ce qui signifie que l'ensemble du combustible n'a pas besoin d'être chauffé à la température très élevée nécessaire pour produire un nombre non négligeable de réactions de fusion. L'énergie requise pour initier les réactions de fusion est apportée par le faisceau de particules. Les réactions de fusion peuvent ainsi démarrer avec des températures très inférieures à celles requises en régime d'équilibre thermique. Le fait que le combustible soit à l'état de plasma permet d'optimiser les réactions de fusion par rapport aux autres réactions possibles, telles l'ionisation. De plus, l'utilisation d'un plasma comprimé rend ce plasma opaque au rayonnement de freinage, ce qui permet de minimiser les pertes d'énergie. L'accélération de particules par laser, utilisée dans la phase 2, a connu un développement important depuis le début des années 2000 et conduit aujourd'hui à une bonne efficacité de conversion de l'énergie laser en particules énergétiques et à un bon contrôle de l'énergie des particules produites. Le combustible peut comprendre du bore ou de l'hélium-3, ou un mélange de bore et d'hélium-3, et les particules comprennent alors des protons ou des deutérons ou un mélange de protons et de deutérons. En variante, le combustible peut comprendre des protons ou des deutérons ou un mélange de protons et de deutérons, et les particules comprennent du bore ou de l'hélium-3 ou un mélange de bore et d'hélium-3. En variante encore, le combustible peut comprendre un mélange optimisé de bore 11, bore 10, hélium-3, protons, deutérons et béryllium, pour produire des réactions aneutroniques. Les combustibles aneutroniques comme le bore présentent souvent l'avantage d'être à l'état solide à la température ambiante, ce qui élimine la nécessité de mettre en oeuvre une étape de cryogénie. Le procédé de production d'énergie par lasers peut ainsi être simplifié. Une durée caractéristique des impulsions produites par le premier ensemble de faisceaux laser peut être comprise entre une picoseconde et vingt-cinq nanosecondes. Une durée caractéristique des impulsions produites par le deuxième ensemble de faisceaux laser peut être comprise entre 0,1 et 300 picosecondes. However, the number of neutrons produced by possible secondary neutron nuclear fusion reactions is much smaller than the number of neutrons produced by a deuterium-tritium type reaction, in a ratio which may be of the order of 1000, and these neutrons are less energy. The proposed method makes it possible to produce fusion reactions outside thermal equilibrium, which means that the fuel as a whole does not need to be heated to the very high temperature necessary to produce a significant number of reactions. fusion. The energy required to initiate the fusion reactions is provided by the particle beam. The fusion reactions can thus start with temperatures much lower than those required in the thermal equilibrium regime. The fact that the fuel is in the plasma state makes it possible to optimize the fusion reactions with respect to other possible reactions, such as ionization. In addition, the use of a compressed plasma makes this plasma opaque to braking radiation, which minimizes energy losses. The particle acceleration by laser, used in phase 2, has grown significantly since the early 2000s and today leads to a good efficiency of conversion of laser energy into energy particles and a good control of the energy of the particles produced. The fuel may comprise boron or helium-3, or a mixture of boron and helium-3, and the particles then comprise protons or deuterons or a mixture of protons and deuterons. Alternatively, the fuel may comprise protons or deuterons or a mixture of protons and deuterons, and the particles include boron or helium-3 or a mixture of boron and helium-3. In another variant, the fuel may comprise an optimized mixture of boron 11, boron 10, helium-3, protons, deuterons and beryllium, to produce aneutronic reactions. Aneutronic fuels such as boron often have the advantage of being in the solid state at room temperature, which eliminates the need to implement a cryogenic step. The method of energy production by lasers can thus be simplified. A characteristic duration of the pulses produced by the first set of laser beams may be between one picosecond and twenty-five nanoseconds. A characteristic duration of the pulses produced by the second set of laser beams may be between 0.1 and 300 picoseconds.

La cible de combustible peut présenter une géométrie sphérique, et comporter un noyau de combustible à l'état solide et une coquille entourant ledit noyau de combustible. L'étape /2/ comprend alors une opération de production des particules par irradiation de la coquille par le deuxième ensemble de faisceaux laser. The fuel target may have a spherical geometry, and include a solid state fuel core and a shell surrounding said fuel core. Step / 2 / then comprises an operation for producing the particles by irradiating the shell with the second set of laser beams.

En variante, la cible de combustible peut présenter une géométrie demi-sphérique. L'étape /2/ comprend alors une opération de production des particules par irradiation d'une cible par le deuxième ensemble de faisceaux laser. La cible peut, par exemple, être une feuille mince de plastique ou une mousse. En variante, la cible de combustible peut présenter une géométrie cylindrique. Alternatively, the fuel target may have a half-spherical geometry. Step / 2 / then comprises an operation for producing the particles by irradiating a target with the second set of laser beams. The target may, for example, be a thin sheet of plastic or a foam. Alternatively, the fuel target may have a cylindrical geometry.

L'étape /2/ comprend alors une opération de production des particules par irradiation d'une cible par le deuxième ensemble de faisceaux laser. La cible peut, par exemple, être une feuille mince de plastique ou une mousse. L'invention a également pour objet un programme informatique comportant des instructions pour la mise en oeuvre du procédé décrit précédemment lorsque ce programme est exécuté par un processeur. L'invention a également pour objet un système de production d'énergie par faisceaux laser, comprenant : /1/ un premier ensemble de faisceaux laser configuré pour mettre une cible de combustible en condition de plasma, /2/ un deuxième ensemble de faisceaux laser configuré pour bombarder la cible de combustible en condition de plasma par des particules, le combustible et les particules étant choisis de manière que l'interaction entre la cible en condition de plasma et les particules produise des réactions de fusion nucléaires aneutroniques, /3/ des moyens de récupération d'énergie configurés pour récupérer de l'énergie à partir d'ions générés par des réactions de fusion nucléaires aneutroniques. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :30 la Figure 1 est un schéma fonctionnel montrant un système de production d'énergie par faisceaux laser, selon un mode de réalisation de l'invention ; les Figures 2 à 4 sont des schémas représentant différentes formes de cibles de combustible aptes à être utilisées dans le système de la figure 1 ; et la Figure 5 est un organigramme illustrant les étapes d'un procédé de production d'énergie par confinement inertiel selon un mode de réalisation de l'invention, cet organigramme pouvant représenter l'algorithme général du programme informatique au sens de l'invention. La figure 1 représente un système de production d'énergie par lasers comprenant 10 un premier ensemble de faisceaux laser 1, un deuxième ensemble de faisceaux laser 2, et des moyens de récupération d'énergie 3. Le premier ensemble de faisceaux laser 1 est configuré pour mettre une cible de combustible 4 en condition de plasma. Les impulsions qui sont produites par le premier ensemble de faisceaux laser 1 présentent une durée caractéristique de l'ordre de quelques 15 nanosecondes, par exemple comprise entre 5 ns (nanoseconde) et 10 ns. L'énergie des faisceaux laser 1 est par exemple de l'ordre de 300 kJ (kilojoule). Le deuxième ensemble de faisceaux laser 2 est configuré pour générer des particules de bombardement qui sont destinées à interagir avec la cible 4, une fois que celle-ci est en condition de plasma. Les impulsions qui sont produites par le deuxième 20 ensemble de faisceaux laser 2 présentent une durée caractéristique de l'ordre de quelques picosecondes, par exemple comprise entre 0,5 ps et 10 ps. L'intensité, la longueur d'onde, la durée et la forme des impulsions produites par le deuxième ensemble de faisceaux laser 2 sont en outre déterminées pour que les particules de bombardement présentent une énergie qui est proche de, ou supérieure à celle des résonances de la section efficace de la 25 réaction de fusion nucléaire considérée. Une énergie supérieure permet de prendre en compte les pertes d'énergie liées à la traversée du plasma entourant la cible de combustible 4. L'énergie des faisceaux laser 2 est par exemple de l'ordre de 70 kJ. Selon un mode de réalisation de l'invention, le combustible est du bore (11B) ou de l'hélium-3 (He3), et les particules de bombardement sont des protons ou des deutérons. 30 En variante, les mêmes réactions peuvent être obtenues en utilisant les protons ou les deutérons pour constituer le combustible, et le bore ou l'hélium-3 pour les particules de bombardement. Step / 2 / then comprises an operation for producing the particles by irradiating a target with the second set of laser beams. The target may, for example, be a thin sheet of plastic or a foam. The invention also relates to a computer program comprising instructions for implementing the method described above when this program is executed by a processor. The invention also relates to a laser beam energy production system, comprising: / 1 / a first set of laser beams configured to set a fuel target in a plasma condition, / 2 / a second set of laser beams configured to bombard the fuel target in a plasma condition by particles, the fuel and particles being selected such that the interaction between the target in a plasma condition and the particles produces aneutronic nuclear fusion reactions, Energy recovery means configured to recover energy from ions generated by aneutronic nuclear fusion reactions. Other features and advantages of the invention will become apparent on reading the description which follows. This is purely illustrative and should be read with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a block diagram showing a laser beam energy system according to one embodiment of the invention; Figures 2 to 4 are diagrams showing different forms of fuel targets suitable for use in the system of Figure 1; and FIG. 5 is a flowchart illustrating the steps of an inertial confinement energy production method according to one embodiment of the invention, this flow chart possibly representing the general algorithm of the computer program within the meaning of the invention. FIG. 1 shows a laser power generation system comprising a first set of laser beams 1, a second set of laser beams 2, and energy recovery means 3. The first set of laser beams 1 is configured to put a fuel target 4 in plasma condition. The pulses that are produced by the first set of laser beams 1 have a characteristic duration of the order of a few nanoseconds, for example between 5 ns (nanosecond) and 10 ns. The energy of the laser beams 1 is for example of the order of 300 kJ (kilojoule). The second set of laser beams 2 is configured to generate bombardment particles that are intended to interact with the target 4, once the latter is in a plasma condition. The pulses that are produced by the second set of laser beams 2 have a characteristic duration of the order of a few picoseconds, for example between 0.5 ps and 10 ps. The intensity, the wavelength, the duration and the shape of the pulses produced by the second set of laser beams 2 are furthermore determined so that the bombardment particles have an energy which is close to or greater than that of the resonances. of the cross section of the nuclear fusion reaction considered. Higher energy makes it possible to take into account the energy losses associated with the passage of the plasma surrounding the fuel target 4. The energy of the laser beams 2 is, for example, of the order of 70 kJ. According to one embodiment of the invention, the fuel is boron (11B) or helium-3 (He3), and the bombardment particles are protons or deuterons. Alternatively, the same reactions can be obtained using protons or deuterons to form the fuel, and boron or helium-3 for the bombardment particles.

La cible de combustible 4 peut présenter différentes formes. Comme représenté sur la figure 2, la cible de combustible 4 peut présenter une géométrie sphérique, et comporter un noyau de combustible 4a à l'état solide et une coquille 4b entourant le noyau de combustible 4a. La coquille 4b est réalisée dans un matériau riche en particules de bombardement, afin de permettre la production des particules de bombardement lors d'une irradiation de la coquille 4b par le deuxième ensemble de faisceaux laser 2. La coquille 4b est par exemple en plastique. Comme représenté sur la figure 3, la cible de combustible 4 peut également présenter une géométrie demi-sphérique. Une cible 5 est alors disposée à proximité de la cible 4, par exemple contre la face plane de la demi-sphère. La cible 5 est réalisée dans un matériau riche en particules de bombardement, afin de permettre la production des particules de bombardement lors d'une irradiation de la feuille 5 par le deuxième ensemble de faisceaux laser 2. La cible 5 est par exemple une feuille mince en plastique. Comme représenté sur la figure 4, la cible de combustible 4 peut également présenter une géométrie cylindrique. Une feuille mince 5 est disposée à proximité de la cible 4, par exemple enroulée autour de la cible 4. La feuille 5 est réalisée dans un matériau riche en particules de bombardement, afin de permettre la production des particules de bombardement lors d'une irradiation de la feuille 5 par le deuxième ensemble de faisceaux laser 2. La feuille 5 est par exemple en plastique. The fuel target 4 can have different shapes. As shown in FIG. 2, the fuel target 4 may have a spherical geometry, and include a solid state fuel core 4a and a shell 4b surrounding the fuel core 4a. The shell 4b is made of a material rich in bombardment particles, to allow the production of the bombardment particles during irradiation of the shell 4b by the second set of laser beams 2. The shell 4b is for example plastic. As shown in FIG. 3, the fuel target 4 may also have a half-spherical geometry. A target 5 is then placed near the target 4, for example against the flat face of the half-sphere. The target 5 is made of a material rich in bombardment particles, in order to allow the production of the bombardment particles during irradiation of the sheet 5 by the second set of laser beams 2. The target 5 is for example a thin sheet in plastic. As shown in FIG. 4, the fuel target 4 may also have a cylindrical geometry. A thin sheet 5 is disposed near the target 4, for example wound around the target 4. The sheet 5 is made of a material rich in bombardment particles, to allow the production of the bombardment particles during irradiation of the sheet 5 by the second set of laser beams 2. The sheet 5 is for example plastic.

Les moyens de récupération d'énergie 3 sont configurés pour récupérer de l'énergie à partir d'ions générés par des réactions de fusion nucléaires aneutroniques entre la cible 4 en condition de plasma et les particules de bombardement. Les ions sont des particules chargées, par exemple des particules alpha (4He). En se référant à la figure 5, on décrit ci-dessous les étapes d'un procédé de production d'énergie par faisceaux laser, selon un mode de réalisation de l'invention. A l'étape Si, une cible de combustible 4 est mise en place dans une enceinte à vide, et le premier ensemble de faisceaux laser 1 est utilisé pour mettre la cible de combustible 4 en condition de plasma. Par exemple, lorsque la cible 4 présente une géométrie sphérique, les faisceaux laser 1 sont répartis uniformément autour de la cible 1 pour l'irradier de toutes parts, comme symbolisé par les flèches Fl sur la figure 2. The energy recovery means 3 are configured to recover energy from ions generated by aneutronic nuclear fusion reactions between the target 4 in plasma condition and the bombardment particles. The ions are charged particles, for example alpha (4He) particles. Referring to FIG. 5, the steps of a method for producing energy by laser beams according to one embodiment of the invention are described below. In step S1, a fuel target 4 is set up in a vacuum chamber, and the first set of laser beams 1 is used to put the fuel target 4 in a plasma condition. For example, when the target 4 has a spherical geometry, the laser beams 1 are uniformly distributed around the target 1 to irradiate it from all sides, as represented by the arrows Fl in FIG. 2.

Lorsque la cible 4 présente une géométrie demi-sphérique, les faisceaux laser 1 sont répartis uniformément sur la surface bombée de la demi-sphère, comme symbolisé par les flèches F1 sur la figure 3. Lorsque la cible 4 présente une géométrie cylindrique, les faisceaux laser 1 sont orientés à l'intérieur du cylindre, comme symbolisé par les flèches Fl sur la figure 4. Ainsi, le premier ensemble de faisceaux laser 1 permet, à partir de la cible de combustible 4, de créer et de chauffer un plasma qui se détend dans le vide engendrant la compression du coeur de la cible 4. Par exemple, chaque faisceau laser 1 délivre des impulsions de 1.5 nanoseconde, 10 avec une énergie de l'ordre de 300 kJ et une longueur d'onde de 0.53 p.m. Cela permet de créer un plasma chaud d'environ 12 millions de Kelvin et d'environ 500 p.m de diamètre. A l'étape S2, le deuxième ensemble de faisceaux laser 2 est utilisé pour générer et accélérer des particules qui bombardent la cible 4 en condition de plasma. Lorsque la cible de combustible 4 présente une géométrie sphérique, les faisceaux 15 laser 2 sont répartis uniformément autour de la cible 4, comme symbolisé par les flèches F2 sur la figure 2. Des particules de bombardement sont alors arrachées de la coquille 4b et irradient le coeur 4a de la cible 4. Lorsque la cible de combustible 4 présente une géométrie demi-sphérique, les particules de bombardement sont générées par irradiation de la feuille mince 5 par le 20 deuxième ensemble de faisceaux laser 2, comme symbolisé par les flèches F2 sur la figure 3. Lorsque la cible de combustible 4 présente une géométrie cylindrique, les particules de bombardement sont générées par irradiation de la feuille 5 par le deuxième ensemble de faisceaux laser 2, comme symbolisé par les flèches F2 sur la figure 4. 25 L'énergie des particules de bombardement est par exemple de l'ordre de 600 keV (kiloélectron-volt) lorsqu'elles atteignent le coeur de la cible 4, de façon à optimiser le nombre de réactions de fusion nucléaires aneutroniques. Les ions produits par les premières réactions de fusion nucléaires aneutroniques ont un libre parcours moyen de quelques micromètres et sont arrêtées par le plasma. Ils 30 contribuent ainsi au chauffage du coeur de la cible 4 et donc à la propagation des réactions jusqu'à la combustion de la cible 4. When the target 4 has a half-spherical geometry, the laser beams 1 are evenly distributed on the curved surface of the hemisphere, as represented by the arrows F1 in FIG. 3. When the target 4 has a cylindrical geometry, the beams laser 1 are oriented inside the cylinder, as represented by the arrows F1 in FIG. 4. Thus, the first set of laser beams 1 makes it possible, from the fuel target 4, to create and heat a plasma which relaxes in the vacuum generating the compression of the core of the target 4. For example, each laser beam 1 delivers pulses of 1.5 nanoseconds, 10 with an energy of the order of 300 kJ and a wavelength of 0.53 pm This allows to create a hot plasma of about 12 million Kelvin and about 500 pm in diameter. In step S2, the second set of laser beams 2 is used to generate and accelerate particles that bombard the target 4 in plasma condition. When the fuel target 4 has a spherical geometry, the laser beams 2 are uniformly distributed around the target 4, as symbolized by the arrows F2 in FIG. 2. Bombardment particles are then torn off from the shell 4b and irradiate the 4. When the fuel target 4 has a half-spherical geometry, the bombardment particles are generated by irradiation of the thin sheet 5 by the second set of laser beams 2, as symbolized by the arrows F2 on When the fuel target 4 has a cylindrical geometry, the bombardment particles are generated by irradiation of the sheet 5 by the second set of laser beams 2, as symbolized by the arrows F2 in FIG. 4. energy of the bombardment particles is for example of the order of 600 keV (kiloelectron-volt) when they reach the core of the target 4, so as to optimize the number of aneutronic nuclear fusion reactions. The ions produced by the first aneutronic nuclear fusion reactions have a mean free path of a few micrometers and are stopped by the plasma. They thus contribute to the heating of the core of the target 4 and thus to the propagation of the reactions up to the combustion of the target 4.

Par exemple, chaque faisceau laser 2 délivre des impulsions de 0,5 ps et d'intensité de l'ordre de 2.1018 W/cm2 (watt par centimètre-carré). A l'étape S3, les moyens de récupération d'énergie 3 récupèrent de l'énergie à partir d'ions générés par les réactions de fusion nucléaires aneutroniques. On notera que les étapes S2 et S3 sont mises en oeuvre simultanément. Les étapes Si à S3 sont répétées à une fréquence qui permet de produire de l'énergie électrique ou une propulsion par réaction. La fréquence est par exemple de l'ordre de quelques hertz. Les premier et deuxième ensembles de faisceaux laser 1, 2 sont préférablement synchronisés afin d'envoyer les particules de bombardement lorsque la cible de combustible 4 est à son maximum de compression et de température. Le procédé décrit ci-dessus peut par exemple être utilisé pour la production d'énergie électrique ou pour la propulsion de fusées. Ce procédé peut en outre permettre la production de sources de particules alpha, qui peuvent ensuite être utilisées à leur tour comme des sources impulsionnelles d'autres particules, par exemple neutrons, et de rayonnement gamma. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites ci-avant à titre d'exemples ; elle s'étend à d'autres variantes. For example, each laser beam 2 delivers pulses of 0.5 ps and intensity of the order of 2.1018 W / cm 2 (watt per centimeter-square). In step S3, the energy recovery means 3 recover energy from ions generated by the aneutronic nuclear fusion reactions. It will be noted that steps S2 and S3 are implemented simultaneously. The steps S1 to S3 are repeated at a frequency which makes it possible to produce electrical energy or a propulsion by reaction. The frequency is for example of the order of a few hertz. The first and second sets of laser beams 1, 2 are preferably synchronized to send the bombardment particles when the fuel target 4 is at its maximum compression and temperature. The method described above can for example be used for the production of electrical energy or for the propulsion of rockets. This method can furthermore allow the production of alpha particle sources, which can then be used in turn as pulse sources of other particles, eg neutrons, and gamma radiation. Of course, the present invention is not limited to the embodiments described above as examples; it extends to other variants.

Claims (10)

REVENDICATIONS1. Procédé de production d'énergie par faisceaux laser, comprenant des étapes : /1/ mettre une cible de combustible (4) en condition de plasma, en utilisant un premier ensemble de faisceaux laser (1), /2/ bombarder la cible de combustible en condition de plasma par des particules générées en utilisant un deuxième ensemble de faisceaux laser (2), le combustible et les particules étant choisis de manière que l'interaction entre la cible de combustible en condition de plasma et les particules produise des réactions de fusion nucléaires aneutroniques hors d'équilibre thermique, /3/ récupérer de l'énergie à partir d'ions générés par les réactions de fusion nucléaires aneutroniques. REVENDICATIONS1. A method of producing energy by laser beams, comprising steps: / 1 / setting a fuel target (4) in plasma condition, using a first set of laser beams (1), / 2 / bombarding the fuel target in plasma condition by particles generated using a second set of laser beams (2), the fuel and the particles being selected so that the interaction between the fuel target in a plasma condition and the particles produces fusion reactions nuclear energy out of thermal equilibrium, / 3 / recovering energy from ions generated by aneutronic nuclear fusion reactions. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le combustible comprend du bore ou de l'hélium-3 ou un mélange de bore et d'hélium-3, et les particules comprennent des protons ou des deutérons ou un mélange de protons et de deutérons. The method of claim 1, wherein the fuel comprises boron or helium-3 or a mixture of boron and helium-3, and the particles comprise protons or deuterons or a mixture of protons and deuterons. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le combustible comprend des protons ou des deutérons ou un mélange de protons et de deutérons, et les particules comprennent du bore ou de l'hélium-3 ou un mélange de bore et d'hélium-3. The method of claim 1, wherein the fuel comprises protons or deuterons or a mixture of protons and deuterons, and the particles comprise boron or helium-3 or a mixture of boron and helium. 3. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel une durée caractéristique des impulsions produites par le premier ensemble de faisceaux laser (1) est comprise entre une picoseconde et vingt nanosecondes. 4. Method according to one of claims 1 to 3, wherein a characteristic duration of the pulses produced by the first set of laser beams (1) is between one picosecond and twenty nanoseconds. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel une durée caractéristique des impulsions produites par le deuxième ensemble de faisceaux laser (2) est comprise entre 0,1 picoseconde et 300 picosecondes. 5. Method according to one of claims 1 to 4, wherein a characteristic duration of the pulses produced by the second set of laser beams (2) is between 0.1 picosecond and 300 picoseconds. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel la cible de combustible (4) présente une géométrie sphérique, et comporte un noyau de combustible (4a) à l'état solide et une coquille (4b) entourant ledit noyau de combustible, l'étape /2/ comprenant une opération de production des particules par irradiation de la coquille par le deuxième ensemble de faisceaux laser (2). 6. Method according to one of claims 1 to 5, wherein the fuel target (4) has a spherical geometry, and comprises a solid state fuel core (4a) and a shell (4b) surrounding said core of fuel, the step / 2 / comprising an operation of producing the particles by irradiation of the shell by the second set of laser beams (2). 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel la cible de combustible (4) présente une géométrie demi-sphérique, l'étape /2/ comprenant une opération de production des particules par irradiation d'une feuille mince par le deuxième ensemble de faisceaux laser (2). 7. Method according to one of claims 1 to 5, wherein the fuel target (4) has a half-spherical geometry, step / 2 / comprising an operation for producing the particles by irradiation of a thin sheet by the second set of laser beams (2). 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel la cible de combustible (4) présente une géométrie cylindrique, l'étape /2/ comprenant une opération de production des particules par irradiation d'une feuille mince par le deuxième ensemble de faisceaux laser (2). 8. Method according to one of claims 1 to 5, wherein the fuel target (4) has a cylindrical geometry, step / 2 / comprising an operation for producing the particles by irradiation of a thin sheet by the second set of laser beams (2). 9. Programme informatique comportant des instructions pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 8 lorsque ce programme est exécuté par un processeur. 9. Computer program comprising instructions for implementing the method according to one of claims 1 to 8 when the program is executed by a processor. 10. Système de production d'énergie par lasers, comprenant : /1/ un premier ensemble de faisceaux laser (1) configuré pour mettre une cible de combustible (4) en condition de plasma, /2/ un deuxième ensemble de faisceaux laser (2) configuré pour irradier la cible de combustible en condition de plasma par des particules,le combustible et les particules étant choisis de manière que l'irradiation de la cible en condition de plasma par les particules produise des réactions de fusion nucléaires aneutroniques, /3/ des moyens de récupération d'énergie (3) configurés pour récupérer de l'énergie à partir d'ions générés par des réactions de fusion nucléaires aneutroniques. A laser energy generation system, comprising: / 1 / a first set of laser beams (1) configured to set a fuel target (4) in a plasma condition, / 2 / a second set of laser beams ( 2) configured to irradiate the fuel target in plasma condition by particles, the fuel and the particles being selected such that irradiation of the target in plasma condition by the particles produces aneutronic nuclear fusion reactions, energy recovery means (3) configured to recover energy from ions generated by aneutronic nuclear fusion reactions.