Comme d'autres, la Chine espère parvenir à une réaction de fusion contrôlée. Le carburant de telles réactions est constitué par les isotopes d'hydrogène, qui sont abondants dans l'Univers. La difficulté réside dans la manière de créer les conditions de la fusion des atomes d'hydrogène, car cela nécessite des énergies colossales dans un espace très restreint. L'une des options pour résoudre ce problème est d'utiliser des lasers. Tout le monde est également occupé avec cela, mais la Chine a su surprendre.
En août de cette année, nous avons signalé que des scientifiques américains du NIF ont pu approcher le seuil au-delà duquel il y a des réactions de fusion thermonucléaire auto-entretenues. Le NIF, de la taille de trois terrains de football, utilise environ 200 lasers à haute puissance qui se concentrent sur une pastille de deutérium et de tritium. Le rendement énergétique était de 70 % de celui fourni aux lasers. Ceci est considéré comme un succès. L'un des groupes de recherche chinois emprunte également une voie similaire, mais en utilisant une approche plus simple et moins coûteuse.
En 1997, cette voie a été proposée par le principal physicien chinois Zhang Zhe. Le schéma qu'il a développé est appelé schéma d'allumage à double cône, et il nécessite un laser beaucoup moins puissant que dans le cas de l'évaporation classique du carburant et de sa conversion en un nuage de plasma. En gros, le circuit fonctionne d'une manière similaire au travail des accélérateurs. Le laser chauffe des assemblages combustibles sous forme de cônes miniatures, chacun de la taille de la pointe d'un crayon. Étant donné que les extrémités pointues des cônes sont dirigées l'une vers l'autre, les nuages de plasma d'hydrogène de chacun se précipitent les uns vers les autres et une réaction de fusion thermonucléaire se produit.
Ce projet a reçu un financement relativement récemment. Pendant six ans, les chercheurs ont bénéficié d'une subvention de 1 milliard de yuans (156 millions de dollars), ce qui n'est pas du tout des chiffres exorbitants pour ce domaine de recherche. L'installation de Shenguang II à Shanghai a commencé à fonctionner l'été dernier et a mené trois expériences encourageantes au cours de l'année. Le coût des assemblages combustibles est également négligeable par rapport à ceux utilisés dans les expérimentations aux États-Unis. Ainsi, chaque cône d'un assemblage combustible coûte plusieurs centaines de dollars américains, tandis que les pastilles combustibles NIF coûtent plusieurs milliers de dollars chacune.
Le cône de carburant de fabrication chinoise est presque une œuvre d'art. Il est littéralement doré - le deutérium et le tritium sont placés à l'intérieur d'une coquille dorée. L'or est un métal mou qui conduit bien l'électricité et la chaleur. La conductivité fournit la meilleure distribution d'énergie d'impulsion laser au carburant, et la douceur permet un assemblage plus facile. Les cônes seront introduits dans le système du réacteur comme des cartouches dans une mitrailleuse Gatling, expliquent les développeurs, ce qui facilitera le chargement et la maintenance des réacteurs.
Cependant, la conception des assemblages combustibles est plus compliquée que de l'or parsemé de deutérium et de tritium. Les isotopes d'hydrogène ont dû être isolés avec une coque en polymère, avec laquelle tout s'est également avéré difficile - son évaporation a nui aux réactions thermonucléaires. Mais les difficultés se résolvent progressivement. D'ici 2026, les scientifiques promettent de construire ou de presque terminer une nouvelle génération de lasers. Les nouvelles installations promettent de les rapprocher de leur objectif chéri - réaliser une réaction de fusion thermonucléaire stable et efficace.
2021-11-11 15:23:27
Auteur: Vitalii Babkin