La machine à fusion nucléaire de la Chine vient de battre des records de température : 6 fois plus élevée que le Soleil


Pendant un bref instant plus tôt cette année, une petite tache en Chine s’est enflammée d’une telle chaleur que le Soleil aurait été en train de fixer la Terre avec un sentiment de jalousie intense.

Les scientifiques ont annoncé cette semaine que le réacteur EAST (Experimental Advanced Supraconducting Tokamak) à Hefei avait enfin atteint une température dépassant les 100 millions de degrés Celsius, établissant ainsi un nouveau record dans la technologie de la fusion et nous rapprochant d’un nouvel âge de l’énergie.

Au plus profond du Soleil, l’hydrogène fusionne à des températures d’environ 15 millions de degrés Celsius (27 millions de degrés Fahrenheit). C’est avec la poussée supplémentaire de la gravité concentrée.

Si on veut y arriver sur Terre, il nous faut un four bien plus chaud. C’est-à-dire presque sept fois plus chaud que l’intérieur du Soleil. Ensuite, nous devons maintenir cette soupe chaude à l’hydrogène en place assez longtemps afin qu’elle en vaille la peine pour produire de l’énergie.

Si nous y parvenons, les bénéfices seront énormes. Contrairement à la fission nucléaire – où l’énergie excédentaire provient de la désintégration de gros atomes en éléments plus petits – la fusion nucléaire ne produit pas autant de déchets radioactifs. En fait, le résultat final de la compression des isotopes de l’hydrogène est surtout l’hélium.

Des chercheurs du monde entier ont expérimenté différentes formes de technologie qui pourraient créer suffisamment de chaleur pour réaliser la fusion nucléaire, ce qui fait de l’EAST l’une des nombreuses installations qui testent les limites de la technologie.

Certaines des approches les plus prometteuses injectent du plasma dans un anneau métallique géant, maintenant le nuage de particules chargées en place par des champs magnétiques. Cela permet un réchauffement soutenu des atomes, mais nécessite une physique astucieuse pour maintenir l’anneau de plasma en place.

Les stellarators, comme le Wendelstein 7-X de l’Allemagne, maintiennent l’anneau tournant du plasma en place à l’aide de batteries de bobines magnétiques. Ils offrent un contrôle supérieur, mais luttent pour atteindre ces températures plus élevées en conséquence.

Plus tôt cette année, le W7-X a réussi à chauffer l’hélium à une température impressionnante de 40 millions de degrés Celsius. C’est un grand pas en avant par rapport aux efforts précédents, mais bien en deçà des températures de plus de 100 millions de degrés dont nous avons besoin pour que ce processus de fusion très important puisse démarrer.

Les tokamaks comme le réacteur EAST de la Chine utilisent les champs magnétiques produits par le plasma en mouvement lui-même pour maintenir son oscillation sous contrôle. Cela le rend moins stable, mais permet aux physiciens d’augmenter la chaleur.

En 2017, le réacteur a franchi une étape importante en maintenant le plasma dans un confinement à haute énergie pendant 101,2 secondes.

Jongler avec des atomes chauds pendant si longtemps était une étape vitale vers la traite du plasma pour obtenir de l’énergie, mais maintenant ils devaient augmenter suffisamment la température pour que ses atomes fusionnent et libèrent plus d’énergie que le processus consommé.

Il faut beaucoup d’expérimentation et de peaufinage pour aligner les étapes. La procédure de l’EAST reposait sur de multiples formes de chauffage dans la bonne combinaison, créant ainsi une densité plasmatique optimale.

Le résultat final était un nuage de particules chargées qui contenait des électrons chauffés à plus de 100 millions de degrés.

Il est tentant de penser que nous sommes tout près d’une source d’énergie propre pratiquement inépuisable. Et chaque étape importante est un pas important vers cet objectif.

Mais il reste encore un certain nombre de défis à relever. Prenons l’exemple de son alimentation en carburant.

Théoriquement, le matériau alimente les réactions de fusion est en plus grande quantité que les hydrocarbures fossilisés et l’uranium. C’est de l’hydrogène pur et simple.

Malheureusement, ce n’est pas n’importe quel type d’hydrogène qui fera l’affaire à l’heure actuelle – son isotope tritium est préféré, et on ne le trouve pas dans des réserves énormes. Du moins, pas sur Terre.

Savoir comment et quand nous surmonterons ce genre d’obstacles, c’est l’avis de tous.

Malgré tout, atteindre la bonne température était un grand défi, alors il vaut la peine d’espérer que la fusion est encore à l’horizon.

Depuis sa construction en 2006, le réacteur EAST est appelé “Soleil artificiel”. Aujourd’hui, on peut dire qu’il a vraiment mérité son titre.

Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche

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