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Jalon de la fusion nucléaire : ce que signifie la percée
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Avec « jalons” on vient dans le la fusion nucléaire en contact plus souvent. Peu importe si c’est le plus chaud plasmale plus long réaction ou le plus élevé rendement énergétique – Les groupes de recherche essaient souvent de se surpasser. Des chercheurs américains est le 5 décembre 2022 percée réussi, ce qui fait grand bruit.

Plus d’énergie gagnée qu’investie

Le jalon est basé sur 2 chiffres : env. 2 mégajoules (0,5 kilowattheure) qu’il a fallu pour démarrer la fusion, environ 3 mégajoules (0,8 kilowattheure) ont été libérés lors de la fusion elle-même. Les chercheurs du National Ignition Facility ont ainsi réussi à seuil de rentabilité – la « Saint Graal de la recherche sur la fusion” – traverser pour la première fois.

Des chercheurs font une percée dans la fusion inertielle.


La science

Fusion nucléaire en boîte : percée dans la fusion inertielle réalisée

Le National Ignition Facility (NIF), un centre de recherche de l’État américain de Californie, abrite le laser le plus grand et le plus puissant du monde. L’appareil, de la taille de 3 terrains de football, tire 196 faisceaux laser d’une puissance totale de 500 térawatts.

Fonction d’une mini bombe à hydrogène

Il faut ce formidable pouvoir pour créer une réaction de fusion en un seul 1 à 2 pastilles de combustible millimétriques des isotopes de l’hydrogène deutérium et tritium commencer. La théorie sous-jacente est simple et peut être expliquée avec un Mini-bombe à hydrogène comparer. Cependant, l’exécution est un peu plus difficile.

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Les faisceaux laser frappent le tube d'or avec le carburant.

Les faisceaux laser frappent le tube d’or avec le carburant.

Pour « amorcer » une réaction de fusion, 3 conditions doivent être remplies : la Température (habituellement 150 millions de degrés Celsius), le bon densité du carburant et le bon temps de confinement de l’énergie. Ce dernier indique à quel point le plasma est « isolé » – c’est-à-dire le temps qui s’écoule avant que l’énergie thermique pompée dans le plasma via des radiateurs ne soit à nouveau perdue vers l’extérieur.

Réacteurs à fusion comme stellarator ou tokamak s’appuient sur un plasma de faible densité (250 000 fois plus fin que l’atmosphère) pour leurs champs magnétiques long temps de confinement de l’énergie (environ 2 secondes).

Mais il y a un autre moyen : avec le fusion laser ou fusion inertielle, la pastille de combustible est tellement comprimée par les lasers que le temps de confinement de l’énergie importe peu.

Gold Shell est vaporisé

Les lasers sont placés à l’intérieur d’un tube d’or dirigée autour du carburant. L’or s’évapore et donne Rayonnement X libéré, ce qui réchauffe la sphère – à tel point que la couche de carburant la plus externe explose pratiquement, provoquant la sphère compressé par un facteur de 10 000 devient.

Dans le meilleur des cas, cette implosion est si forte que les noyaux atomiques fusionnent entre eux, libérant de l’énergie sous forme de chaleur. Tout joue en soi fractions de seconde une façon. La fusion elle-même est après une milliardième de seconde c’est plus une explosion qu’un brûlage contrôlé.

Au Expérimentation le 5 décembre 2022 c’est ce qui s’est passé, du moins en partie. Pour atteindre le rendement énergétique d’environ 3 mégajoules, seuls 4 % du mélange deutérium-tritium fusionner les uns avec les autres. Il y a encore un potentiel d’amélioration ici. Néanmoins, la tentative restera dans l’histoire comme un « jalon ».

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Véritable percée ou simple air chaud ?

Grâce à la percée, les réacteurs à fusion nucléaire sont-ils à portée de main ? Vous pouvez répondre en toute confiance à cette question par un « non ». Tout d’abord, avec la fusion inertielle, nous sommes encore dans le Recherche basiqueles applications réelles sont encore loin.

De plus, le seuil de rentabilité n’est pas donné si vous Consommation d’énergie de l’ensemble du système considéré. Bien que le laser puisse stimuler la réaction de 1,8 mégajoules, le fonctionnement complet du laser nécessitait le 300 mégajoulescomme révélé lors de la conférence de presse de mardi.

La fusion nucléaire dans une boîte

La fusion nucléaire dans une boîte

« Mais nous devons nous rappeler que le NIF avec La technologie laser des années 1980 exploité », souligne le physicien et réalisateur Kim Budil. Les nouveaux lasers beaucoup moins d’énergie consommer. Néanmoins, il est encore loin de générer suffisamment d’énergie pour l’ensemble du fonctionnement de l’usine.

Milestone vise également à accélérer l’exploitation commerciale

D’un point de vue scientifique, l’expérience peut Jalon dans la recherche sur la fusion être. Mais pour exploiter réellement l’énergie de la fusion inertielle, il devrait – le cas échéant – décennies à venir dernière.

Néanmoins, le FNI est convaincu que cette étape marque au moins un premier pas vers la commercialisation. Plusieurs start-up aux USA traitent déjà du sujet, mais aussi de la fusion nucléaire magnétique « classique ».