Percée dans l’énergie de fusion nucléaire : l’allumage est confirmé par un tir record de 1,3 mégajoule
La recherche a été publiée un an après que la percée ait été réalisée. Les scientifiques seront-ils capables de la recréer ?
Une percée nucléaire a été réalisée en août 2021. James Wickboldt/LLNL
- En août 2021, un rendement nucléaire de plus de 1,3 mégajoule a été atteint.
- À l’occasion du premier anniversaire de l’événement, des documents ont été publiés pour le décrire.
- Cet événement pourrait révolutionner l’industrie.
L’année dernière, en août, un rendement de plus de 1,3 mégajoule (MJ) a été atteint pour la première fois au National Ignition Facility (NIF) du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL).
Un an plus tard
Un an plus tard exactement, les résultats scientifiques de cette expérience record ont été publiés dans trois articles évalués par des pairs : un dans Physical Review Letters et deux dans Physical Review E, selon un communiqué de presse du LLNL.
“Le tir record a constitué une avancée scientifique majeure dans la recherche sur la fusion, qui établit que l’allumage de la fusion en laboratoire est possible au NIF”, a déclaré Omar Hurricane, scientifique en chef du programme de fusion par confinement inertiel du LLNL.
“Atteindre les conditions nécessaires à l’allumage est un objectif de longue date pour toutes les recherches sur la fusion par confinement inertiel et ouvre l’accès à un nouveau régime expérimental où l’auto-échauffement des particules alpha dépasse tous les mécanismes de refroidissement du plasma de fusion.”
Les articles décrivent les résultats obtenus en août 2021 qui ont rendu cette percée possible.
Le laboratoire a mené des expériences dans le régime du “plasma brûlant” pour la première fois, ce qui a préparé le terrain pour le tir record. Alex Zylstra, physicien du LLNL, expérimentateur principal et premier auteur de l’article expérimental de Physical Review E, a noté en 2020 et début 2021.
“À partir de cette conception, nous avons apporté plusieurs améliorations pour arriver au tir du 8 août 2021”, a-t-il déclaré. “Les améliorations apportées à la conception de la physique et à la qualité de la cible ont toutes contribué à la réussite du tir d’août, qui est discuté dans les articles de Physical Review E.”
Cette expérience a ensuite été modifiée pour inclure une conception améliorée de la cible.
“La réduction du temps de roue libre grâce à des hohlraums plus efficaces par rapport aux expériences précédentes était essentielle pour passer du régime de plasma brûlant au régime d’allumage”, a déclaré la physicienne du LLNL Annie Kritcher, conceptrice principale et premier auteur de l’article Physical Review E sur la conception.
“Les autres principaux changements ont été l’amélioration de la qualité de la capsule et un tube de remplissage de combustible plus petit.”
Recréer la performance record
Depuis leur succès en août dernier, les chercheurs ont essayé de recréer la performance record afin de comprendre ses sensibilités expérimentales.
“De nombreuses variables peuvent avoir un impact sur chaque expérience”, a déclaré Kritcher. “Les 192 faisceaux laser ne fonctionnent pas exactement de la même manière d’un tir à l’autre, la qualité des cibles varie, et la couche de glace se développe avec une rugosité différente sur chaque cible. Ces expériences ont permis de tester et de comprendre la variabilité inhérente à ce nouveau régime expérimental sensible.”
Si les chercheurs n’ont pas été en mesure de recréer le même niveau de rendement de fusion que l’expérience d’août 2021, tous ont présenté un gain de capsule supérieur à l’unité avec des rendements de l’ordre de 430 à 700 kJ, nettement plus élevés que le précédent rendement le plus élevé de 170 kJ de février 2021.
“C’est extrêmement excitant d’avoir une ‘preuve d’existence’ de l’allumage en laboratoire”, a conclu Hurricane. “Nous opérons dans un régime auquel aucun chercheur n’a eu accès depuis la fin des essais nucléaires, et c’est une opportunité incroyable d’élargir nos connaissances alors que nous continuons à progresser.”
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Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche
