Un groupe de chercheurs affiliés à plusieurs institutions en Corée du Sud a franchi une nouvelle étape dans le développement de la fusion comme source d'énergie - ils ont réalisé une réaction qui a produit une température de 100 millions de kelvins et a duré 20 secondes. Dans leur article, publié dans la revue Nature, le groupe décrit son travail et ses plans pour les prochaines années.
Depuis quelques années, les scientifiques essaient de créer des réactions de fusion durables à l'intérieur des centrales électriques afin de générer de la chaleur à convertir en électricité.
Malgré des progrès significatifs, l'objectif principal n'a pas encore été atteint. Les scientifiques travaillant sur le problème ont rencontré des difficultés pour contrôler les réactions de fusion - les moindres écarts conduisent à une instabilité qui empêche la réaction de se dérouler.
Le plus gros problème est lié au dégagement de chaleur, qui se mesure en millions de degrés. Aucun matériau, bien sûr, ne peut contenir un plasma aussi chaud, c'est pourquoi il lévite à l'aide d'aimants.
Deux approches ont été développées : l'une s'appelle une barrière périphérique, qui façonne le plasma de manière à l'empêcher de s'échapper. L'autre approche s'appelle la barrière de transport interne, et c'est celle utilisée par les scientifiques du Centre coréen de recherche avancée sur les tokamaks supraconducteurs, où de nouvelles recherches sont en cours. Il fonctionne en créant une zone de haute pression près du centre du plasma pour le garder sous contrôle.
Les chercheurs notent que l'utilisation d'une barrière de transport interne donne un plasma beaucoup plus dense que l'autre approche, c'est pourquoi ils ont décidé de l'utiliser.
Avec un grand nombre d'ions rapides stabilisant la turbulence du plasma central, nous générons du plasma à une température de 100 millions de Kelvin pendant jusqu'à 20 secondes sans instabilités de bord du plasma ni accumulation d'impuretés. La faible densité de plasma associée à une consommation électrique modérée est la clé pour établir ce régime en maintenant une forte proportion d'ions rapides. Ce mode est rarement sujet à des pannes et peut être maintenu de manière fiable même sans contrôle sophistiqué, et représente ainsi une voie prometteuse vers les réacteurs de fusion commerciaux.
Les scientifiques notent que la densité plus élevée facilite la génération de températures plus élevées près du noyau. Il en résulte également des températures plus froides près des bords du plasma, ce qui réduit la contrainte sur l'équipement utilisé pour le contenir.
Lors du dernier test de l'installation, l'équipe de scientifiques a pu générer de la chaleur jusqu'à 100 millions de kelvins et maintenir la réaction de fusion pendant 20 secondes.
D'autres équipes ont soit généré des températures similaires, soit maintenu leurs réactions pendant une période de temps similaire, mais c'est la première fois que les deux ont été atteints en une seule réaction.
À l'avenir, les scientifiques prévoient de mettre à niveau leur équipement pour utiliser ce qu'ils ont appris au cours des dernières années de recherche, en remplaçant certains composants, tels que les éléments en carbone sur les parois de la chambre, par de nouveaux en tungstène, par exemple.
L'article de l'équipe a été publié dans la revue Nature.
2022-09-08 17:41:12
Auteur: Vitalii Babkin