L’énergie de fusion nucléaire illimitée se rapproche grâce à une expérience de plasma brûlant
Nous pourrions nous rapprocher de la production commercialement viable d’une énergie de fusion nucléaire illimitée.
Le Lawrence Livermore National Laboratory. National Ignition Facility
En janvier, un groupe de chercheurs en fusion nucléaire du National Ignition Facility (NIF) a réussi à obtenir un “plasma brûlant” auto-chauffant pour la toute première fois, ce qui rapproche un peu plus la fusion nucléaire commercialement viable.
La fusion nucléaire, qui imite la méthode de production d’énergie du Soleil et des étoiles, pourrait fournir une énergie propre pratiquement illimitée.
Aujourd’hui, une nouvelle analyse du plasma, publiée dans un article de la revue Nature Physics, révèle de nouveaux détails surprenants qui pourraient aider la communauté scientifique à atteindre enfin le Saint Graal de la fusion nucléaire : la production nette d’énergie.
Analyse du premier plasma brûlant au monde du NIF
Depuis 2009, les scientifiques du NIF utilisent un réseau de 192 lasers pour envoyer des impulsions à haute énergie sur une petite capsule de combustible composée de deutérium et de tritium. Les chercheurs appliquent la chaleur intense et destructrice des lasers pour provoquer la fusion des atomes en hélium et libérer des quantités massives d’énergie.
Au début de cette année, les chercheurs du NIF ont publié une étude expliquant comment ils pouvaient obtenir un “plasma brûlant” auto-chauffant, ce qui leur permettrait de se passer des lasers et de créer une source de chaleur et d’énergie auto-perpétuelle. Au cours de leurs expériences, ils n’ont créé un plasma brûlant que pendant quelques nanosecondes, mais cela a suffi pour glaner des informations essentielles et surprenantes sur ses propriétés.
Aujourd’hui, la nouvelle analyse de ce processus, appelé fusion par confinement inertiel (ICF), montre qu’il se comporte de manière inattendue. Les chercheurs ont découvert, par exemple, que les ions à l’intérieur de leur plasma brûlant ont une énergie plus élevée que ce que prévoyaient leurs modèles.
“Cela implique que les ions en cours de fusion ont plus d’énergie que prévu dans les tirs les plus performants, ce qui n’est pas prévu – ou ne peut pas être prévu – par les codes normaux d’hydrodynamique des rayonnements utilisés pour simuler les implosions ICF”, explique Alastair Moore, auteur principal du nouvel article, dans un communiqué de presse.
Un pas en avant vers “l’allumage robuste et reproductible”
Les chercheurs ont comparé ce comportement inattendu à l’effet Doppler, qui se traduit par des changements de tonalité dans une sirène de police lorsqu’elle se rapproche puis s’éloigne d’un auditeur.
En fin de compte, l’équipe pense que la compréhension de ce comportement inhabituel pourrait aider la communauté scientifique à franchir une étape importante vers la réalisation d’une énergie de fusion nucléaire nette, dans laquelle un réacteur de fusion produirait plus d’énergie qu’il n’en faut pour fonctionner.
“Comprendre la cause de cet écart par rapport au comportement hydrodynamique pourrait être important pour obtenir un allumage robuste et reproductible”, écrit l’équipe dans son article.
La fusion nucléaire pourrait un jour mettre fin à notre dépendance à l’égard des combustibles fossiles en produisant une énergie pratiquement inépuisable par la même méthode que les étoiles. Alors que de nombreuses entreprises affirment être sur le point de produire de l’énergie de fusion nucléaire commercialement viable, nous sommes encore loin du compte, car des obstacles majeurs impliquant l’exploitation de cette puissance par des aimants extrêmement puissants subsistent.
Parmi les grandes avancées de cette année, citons la production de plasma brûlant par le NIF et les recherches menées par des scientifiques de l’université de Princeton, qui ont mis en évidence l’origine d’un processus susceptible d’endommager les réacteurs de fusion nucléaire à tokamak.
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Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche
