Fusion catalysée par muons
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2008-07-16T21:01:37Z
Nick84
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La '''fusion catalysée par muons''' est un procédé qui pourrait permettre ''théoriquement'' des réactions de [[fusion nucléaire]] sans aucune technique de confinement, grâce à un rapprochement des [[noyau atomique|noyau]]x des atomes consécutif au remplacement de leurs [[électron]]s de liaison par des [[muon]]s. Ce procédé, qui autoriserait ''en théorie'' la fusion dans les conditions ambiantes de [[température]] et de [[pression]], a été originellement qualifié de [[fusion froide]], terminologie que l'on préfère désormais réserver à d'autres procédés plus controversés. En raison du faible [[efficacité énergétique|rendement]] de ce procédé, son utilisation future comme source d'énergie semble actuellement peu probable.
== Principe de fonctionnement ==
Les [[muon]]s sont des particules élémentaires dont la masse est environ 207 fois plus élevée que celle des [[électron]]s (~ 105,658 [[électron-volt#Utilisation de l'électron-volt pour une masse|MeV/c<sup>2</sup>]] contre ~ 0,510 999 MeV/c²). Dans la matière « normale », ce sont les électrons qui, en assurant les [[liaison chimique|liaisons chimiques]] entre les atomes, maintiennent une certaine distance entre les noyaux. Lorsqu'on leur substitue des muons négatifs, on obtient une matière « exotique » dans laquelle les noyaux sont 207 fois plus proches les uns des autres. La probabilité que les noyaux ainsi rapprochés puissent fusionner « naturellement » est alors fortement augmentée. Les muons agissent ainsi comme [[catalyseur]]s des réactions de fusion, la plupart d'entre eux y survivant et demeurant disponibles pour de nouvelles réactions.
L'idée originelle de cette technique est dûe à [[Andrei Sakharov]] et à F.C. Frank qui en ont prédit les effets par des études théoriques antérieures à [[1950]].
La principale difficulté pratique de ce procédé est le fait que les muons doivent être renouvelés en permanence, en raison de leur instabilité, la [[demi-vie]] au repos d'un muon étant de 2,2 microsecondes (2,2 10<sup>-6</sup> s), et surtout de leur tendance à se lier aux noyaux d'hélium créés lors des réactions de fusion. La probabilité élevée d'une telle capture, évaluée notamment par J.D. Jackson, limite considérablement le nombre de réactions de fusion qu'un muon peut catalyser : une dizaine pour la fusion [[deutérium]]-deutérium, une centaine pour la fusion deutérium-[[tritium]].
L'utilisation pratique de la fusion catalysée par muons ne pourrait donc être envisagée que si l'on disposait de méthodes économiques de production des muons, ce qui n'est pas encore le cas.
== Voir aussi ==
=== Liens internes ===
* [[Fusion nucléaire]]
* [[Fusion froide]]
* [[Muon]]
=== Liens externes ===
* {{fr}} [http://www2.cnrs.fr/presse/communique/518.htm?print=1 Les muons : de l’exotisme dans la chimie des particules (CNRS), 22 juillet 2004]
* {{en}} [[b:en:FHSST Physics atomic nucleus:Nuclear Fusion|FHSST Physics atomic nucleus:Nuclear Fusion]] ([[Wikilivres]])
* {{en}} [http://www.iaea.org/programmes/ripc/physics/fec2000/pdf/icp_15.pdf Contribution of Muon Catalyzed Fusion to Fusion Energy Development]
* {{en}} [http://www.triumf.ca/muh/muh.html TRIUMF Muonic Hydrogen WWW Home Page]
* {{en}} [http://msl.kek.jp/muonscience/muonscience3/index_en.html Muon catalyzed fusion (Muon Science Laboratory, Japan)]
* {{en}} [http://prola.aps.org/abstract/PR/v106/i2/p330_1 Catalysis of Nuclear Reactions between Hydrogen Isotopes by μ- Mesons, 15 avril 1957] (Résumé de la publication de J.D. Jackson)
{{Énergie de fusion}}
{{Portail physique}}
[[Catégorie:Physique nucléaire]]
[[en:Muon-catalyzed fusion]]
[[ja:ミューオン触媒核融合]]
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[[it:Fusione catalizzata da muoni]]
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[[simple:Muon-catalyzed fusion]]