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Les États-Unis revendiquent une percée dans la technologie de fusion nucléaire qui pourrait la rapprocher de l’exploitation d’une énergie illimitée

Des chercheurs du Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) du Département américain de l’énergie (DOE) ont fait une percée dans la technologie de fusion nucléaire, repoussant l’objectif d’exploiter une énergie illimitée plus près de la réalité.

Ce dernier développement facilitera l’initiation et le maintien de la fusion nucléaire. La fusion nucléaire est considérée comme le «Saint Graal» des sources d’énergie, et les scientifiques ont travaillé d’arrache-pied pour comprendre le mécanisme qui leur permettrait de l’exploiter.

La fusion, l’énergie qui anime le soleil et les autres étoiles, fusionne les éléments légers pour créer des particules chaudes et chargées appelées plasma, produisant d’énormes quantités d’énergie.

Laboratoire de physique des plasmas de Princeton (PPPL) trouvé que l’incorporation de la propriété physique de la résistivité dans un modèle mathématique mis à jour pourrait se traduire par une conception plus efficace des tokamaks, l’installation de fusion en forme de beignet. L’installation de fusion en forme de beignet utilise des particules chargées pour créer une fusion nucléaire.

Nathaniel Ferraro, physicien du PPPL et l’un des chercheurs, a déclaré : « La résistivité est la propriété de toute substance qui inhibe le flux d’électricité.

« C’est un peu comme la viscosité d’un fluide, qui empêche les choses de le traverser. Par exemple, une pierre se déplacera plus lentement dans la mélasse que dans l’eau, et plus lentement dans l’eau que dans l’air », a-t-il ajouté.

Selon les dernières recherches, la résistivité peut également entraîner une instabilité du bord du plasma, provoquant une augmentation spectaculaire des températures et des pressions. Les chercheurs peuvent créer des systèmes d’installations de fusion plus stables en incorporant la résistivité dans des modèles qui prévoient le comportement du plasma.

Le 11 mai, le projet ITER a franchi une étape majeure dans l’assemblage, la première sous-section de la chambre à plasma ITER ayant été soulevée avec succès de l’outillage et abaissée dans le puits de la machine. – ITER

L’auteur Andreas Kleiner a déclaré: “Nous voulons utiliser ces connaissances pour comprendre comment développer un modèle qui nous permet de brancher certaines caractéristiques du plasma et de prédire si le plasma sera stable avant de faire une expérience.”

“En gros, dans cette recherche, nous avons vu que la résistivité était importante, et nos modèles devraient l’inclure”, a-t-il ajouté. Les chercheurs empêcheront les modes localisés sur les bords (ELM) et les éruptions de plasma qui peuvent user les pièces internes du tokamak au fil du temps et nécessiter un remplacement plus fréquent de ces composants en stabilisant le plasma.

Cela permettra aux futurs réacteurs à fusion avancée de fonctionner sans avoir besoin d’être réparés pendant plusieurs mois. De nombreux pays déploient également des efforts concertés pour progresser dans ce domaine.

Au premier plan de cette recherche se trouve le réacteur thermonucléaire expérimental international (ITER), qui sera le plus grand dispositif de ce type jamais construit et le symbole de la fusion nucléaire, comme l’a précédemment rapporté l’EurAsian Times.

ITER implique 35 pays et est principalement géré par sept membres : la Chine, les États-Unis, l’Union européenne, la Russie, l’Inde, le Japon et la Corée du Sud.

En février, des chercheurs britanniques ont annoncé qu’ils avaient produit et maintenu 59 mégajoules d’énergie de fusion pendant cinq secondes dans une machine géante en forme de beignet appelée tokamak.

Il produisait à peine assez d’énergie pour alimenter une maison pendant une journée et consommait plus d’énergie qu’il n’en produisait. Mais ce fut un moment remarquable car il a prouvé que la fusion nucléaire pouvait se produire en continu sur Terre.

La Chine progresse dans la recherche sur le “soleil artificiel”

La Chine a également fait des progrès significatifs dans le domaine de la technologie de fusion. En décembre 2020, Pékin a effectivement chargé son réacteur de fusion nucléaire « soleil artificiel » pour la première fois.

Cela a fourni une base solide pour la conception et la construction indépendantes par la Chine de réacteurs à fusion dans sa phase suivante. Cette réalisation a été nommée l’une des “10 meilleures nouvelles du progrès scientifique et technologique en Chine en 2020”.

En mai 2021, le président chinois Xi Jinping l’a félicité lors des assemblées générales des membres de l’Académie chinoise des sciences et de l’Académie chinoise d’ingénierie.

En décembre 2021, les médias d’État signalé que les instituts de sciences physiques Hefei de l’Académie chinoise des sciences (CAS) ont lancé une nouvelle série d’expériences pour le tokamak supraconducteur avancé (EAST), également connu sous le nom de “soleil artificiel chinois”.

La nouvelle génération de « soleil artificiel » HL-2M Photo : Avec l’aimable autorisation du Southwestern Institute of Physics

En mai 2022, une équipe de recherche chinoise revendiqué avoir développé la première centrale électrique au monde capable de convertir l’énergie de fusion en électricité sans perturber le système électrique.

Pékin prévoit de commencer la production commerciale d’électricité de fusion vers 2050. Mais la centrale électrique à fusion aura besoin d’une conception unique avec une zone tampon importante pour protéger les infrastructures énergétiques actuelles de ces chocs mortels.

Même si l’objectif de la Chine peut sembler trop ambitieux, cela changerait complètement la donne si les chercheurs chinois pouvaient tenir leurs promesses. La commercialisation de l’énergie de fusion nucléaire serait très bénéfique pour une nation comme la Chine, qui a d’énormes besoins énergétiques.

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