Les physiciens viennent de faire une percée majeure dans le développement des réacteurs à fusion
Et il pourrait créer un plasma deux fois plus chaud que le Soleil.
Quand il s’agit d’énergies alternatives propres, certains l’aiment chaud.
Vraiment chaud.
Selon une étude récente publiée dans la revue Nature, un réacteur de fusion nucléaire expérimental, le stellarator Wendelstein 7-X, vient de franchir une étape importante vers la production d’une énergie propre et illimitée en exploitant le pouvoir de la fusion atomique.
Au cas où vous l’auriez manqué, la société pourrait bientôt commencer à créer un plasma deux fois plus chaud que le centre de notre soleil.
La fusion nucléaire à une température deux fois supérieure à celle du cœur du Soleil
La nouvelle “avancée majeure” annoncée par les physiciens implique des efforts continus pour faire face aux pertes d’énergie inhérentes à la conception de la technologie expérimentale de fusion nucléaire Wendelstein 7-X. Les Stellarators se distinguent des réacteurs de fusion tokamak, plus conventionnels, symétriques et en forme de beignet, car les premiers utilisent des structures d’une complexité déconcertante, pleines de rebondissements labyrinthiques. Mais comme tous les autres réacteurs à fusion nucléaire, l’objectif est de générer des conditions que l’on ne pourrait “voir” (et ensuite mourir instantanément) que de l’intérieur de la masse du soleil. Pour ce faire, les flux de plasma sont soumis à des niveaux de pression et de température inadmissibles, ce qui ne laisse d’autre choix aux atomes que d’entrer en collision et de fusionner entre eux, produisant ainsi des quantités d’énergie utilisables sans précédent.
On comprendra que le réacteur Wendelstein 7-X est si complexe que seuls des superordinateurs auraient pu le concevoir. C’est pourquoi il utilise une série de 50 bobines magnétiques supraconductrices pour maintenir le plasma en place lorsqu’il est enroulé autour d’une chambre circulaire en spirale. En 2018, les physiciens travaillant sur ce projet ont battu de nouveaux records de densité énergétique, en plus du confinement du plasma pour ce type de réacteur de fusion. Les expériences révolutionnaires ont également chauffé le plasma à des températures extrêmement élevées de 20 millions de °C, dépassant de loin les températures du soleil, à 15 millions de °C. Et le Wendelstein 7-X pourrait être capable d’atteindre des températures encore plus élevées, si vous pouvez y croire.
Les réacteurs à fusion nucléaire restent une fenêtre sur l’avenir de l’énergie propre
L’ingénierie à l’origine de cette technologie de pointe a été organisée de manière à s’attaquer à un obstacle persistant à la capacité de fonctionnement complet, un obstacle unique aux conceptions de stellarator : Un type de perte de chaleur appelé “transport néoclassique”. Ce phénomène se produit lorsque des collisions entre des particules chauffées poussent certaines d’entre elles hors de leur orbite propre, ce qui les conduit à sortir du champ magnétique. Dans le Wendelstein 7-X, la cage de champ magnétique a été spécifiquement conçue pour éviter ce problème délicat de perte d’énergie. Mais pour confirmer que l’ingénierie a bien fonctionné, des scientifiques du Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) et du Max Planck Institute for Plasma Physics ont procédé à une évaluation inédite des expériences révolutionnaires du stellarator. Cette évaluation a mis l’accent sur les données de diagnostic recueillies par des spectromètres à cristaux d’imagerie à rayons X, qui ont révélé une baisse substantielle du transport néoclassique.
Cela signifie que les hautes températures observées par les physiciens n’auraient pas été possibles si la perte de chaleur avait eu lieu. Cela a donc fonctionné. “Cela a montré que la forme optimisée du W7-X réduisait le transport néoclassique et était nécessaire pour les performances observées dans les expériences W7-X”, a déclaré Novimir Pablant, physicien au PPPL, dans un rapport du New Atlas. “C’était une façon de montrer l’importance de l’optimisation”. En d’autres termes, ce succès record signifie que le Wendelstein 7-X est physiquement capable de confiner la chaleur qui peut s’envoler à des températures deux fois plus élevées que celles trouvées dans le noyau du soleil. Mais il reste encore beaucoup de travail à faire, notamment pour résoudre d’autres problèmes de perte de chaleur. D’autres expériences seront menées en 2022, notamment un nouveau système de refroidissement par eau qui permettra d’allonger la durée des expériences, mais, pour l’instant, la fusion nucléaire reste une fenêtre indispensable sur l’avenir de la production d’énergie propre.
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Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche
