Le plus grand laser du monde utilisé pour déclencher une réaction de fusion révolutionnaire
Il s’agit d’une étape historique dans la quête d’une source d’énergie nucléaire propre.
Nature Laser. llnl.gov
Des scientifiques du Lawrence Livermore National Laboratory, en Californie, ont fait une percée majeure dans le domaine de la fusion nucléaire, suscitant l’espoir d’une nouvelle source d’énergie sans carbone.
L’équipe a utilisé le plus grand laser du monde pour déclencher une réaction de fusion qui a produit plus d’énergie qu’il n’en a fallu pour la créer, marquant ainsi une étape historique dans la quête d’une source d’énergie nucléaire propre. La fusion nucléaire est considérée depuis longtemps comme une solution potentielle aux besoins énergétiques mondiaux, car elle pourrait fournir une électricité abondante sans émettre de gaz à effet de serre ni produire de déchets nucléaires durables.
Comment ont-ils procédé ?
L’équipe du Lawrence Livermore Lab a utilisé une méthode appelée confinement inertiel au National Ignition Facility (NIF) pour cibler une minuscule sphère de combustible deutérium-tritium avec 192 lasers, générant des rayons X à l’intérieur d’une boîte en or et faisant imploser la sphère de combustible. Les lasers ont délivré 2,1 mégajoules d’énergie et ont produit 3,15 mégajoules en retour, réalisant un gain d’énergie de fusion supérieur à 1. Ce résultat a été vérifié par des outils de diagnostic développés par le MIT Plasma Science and Fusion Center (PSFC). Le spectromètre neutronique à recul magnétique (MRS) du PSFC a été l’un des principaux systèmes utilisés pour mesurer le rendement neutronique absolu de l’expérience, car il peut interpréter avec précision les signaux neutroniques d’une implosion.
Depuis la fin des années 1950, des chercheurs du monde entier travaillent à l’allumage de la fusion et à l’obtention d’un gain d’énergie en laboratoire, considérant qu’il s’agit d’un défi majeur pour le XXIe siècle. Pour parvenir à l’allumage, la puissance de chauffage interne de la fusion doit être suffisamment forte pour surmonter les processus qui refroidissent le plasma de fusion, créant ainsi une boucle de rétroaction positive qui augmente rapidement la température du plasma. La méthode de confinement inertiel utilisée par les chercheurs du NIF (National Ignition Facility) permet d’initier une “propagation de la combustion” dans le combustible dense et froid environnant, ce qui conduit à un gain d’énergie par fusion.
Qu’est-ce que cela signifie pour l’avenir ?
La réalisation du Lawrence Livermore Lab rapproche le rêve de la fusion nucléaire comme source d’énergie viable de la réalité, mais il est important de noter que la technologie ne sera pas viable à l’échelle commerciale avant 20 à 30 ans. Ce délai place la fusion hors de portée d’une utilisation significative pour atteindre les objectifs mondiaux d’émissions nettes nulles d’ici 2050, ce qui signifie que la fusion pourrait être la source d’énergie sans carbone de l’avenir, mais pas de la transition énergétique mondiale actuelle.
Pourtant, l’équipe du Lawrence Livermore Lab est déterminée à continuer de repousser les limites de ce qui est possible avec la fusion nucléaire. Pour ce faire, elle devra perfectionner l’utilisation du laser et continuer à augmenter la quantité d’énergie produite par la réaction. Cela nécessitera beaucoup d’étalonnage de précision, ainsi qu’une éventuelle modernisation de l’installation elle-même, ce qui nécessitera un financement et l’approbation du ministère de l’énergie.
Arthur Pak, responsable des diagnostics de l’expérience, a évoqué l’importance de la réussite de l’équipe dans une interview accordée à Bloomberg News : “Vous pouvez travailler toute votre carrière et ne jamais voir ce moment. On le fait parce qu’on croit en la destination et qu’on aime le défi. Lorsque les humains se rassemblent et travaillent collectivement, nous pouvons faire des choses étonnantes.”
L’objectif ultime est de rendre le processus de fusion nucléaire plus simple, plus facile et plus reproductible
Le prochain test de fusion de l’équipe du Lawrence Livermore Lab est prévu pour février, et plusieurs autres expériences sont prévues dans les mois qui suivent. M. Pak et ses collègues chercheurs sont maintenant confrontés à la tâche colossale de répéter ce processus de manière fiable avec un rendement énergétique de plus en plus élevé. L’objectif ultime est de rendre le processus de fusion nucléaire plus simple, plus facile et plus reproductible afin qu’il puisse être réalisé plus d’une fois par jour. Il s’agit d’un incroyable défi scientifique et technique, mais l’équipe est plus que prête à le relever.
Le potentiel de la fusion nucléaire comme source d’énergie a captivé l’imagination des scientifiques pendant des décennies. Il est déjà utilisé pour donner aux armes nucléaires modernes leur puissance dévastatrice, mais le rêve est de l’apprivoiser pour la demande d’énergie civile. Cette dernière percée nous rapproche un peu plus de l’exploitation de la puissance de la fusion nucléaire en tant que source d’énergie pratique et fiable pour les foyers, les entreprises et des communautés entières. Le potentiel de cette découverte, qui pourrait révolutionner la façon dont nous produisons et utilisons l’énergie, est vraiment passionnant et promet un avenir plus propre et plus durable.
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Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche
