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    Les chercheurs franchissent une nouvelle étape vers l'énergie de fusion

    Crédit :Université A&M du Texas

    La fusion est le processus qui alimente le soleil, l'exploiter sur Terre fournirait une énergie propre illimitée. Cependant, les chercheurs disent que la construction d'une centrale à fusion s'est avérée être une tâche ardue, en grande partie parce qu'il n'y a pas eu de matériaux qui pourraient survivre aux conditions exténuantes trouvées dans le cœur d'un réacteur à fusion. Maintenant, des chercheurs de la Texas A&M University ont découvert un moyen de fabriquer des matériaux pouvant convenir à une utilisation dans les futurs réacteurs à fusion.

    Le soleil produit de l'énergie en fusionnant des atomes d'hydrogène, chacun avec un proton, en atomes d'hélium, qui contiennent deux protons. L'hélium est le sous-produit de cette réaction. Bien qu'il ne menace pas l'environnement, il fait des ravages sur les matériaux nécessaires à la fabrication d'un réacteur à fusion.

    "L'hélium est un élément que nous ne considérons généralement pas comme nocif, " a déclaré le Dr Michael Demkowicz, professeur agrégé au Département de science et génie des matériaux. "Ce n'est pas toxique et pas un gaz à effet de serre, c'est l'une des raisons pour lesquelles l'énergie de fusion est si attrayante."

    Cependant, si vous forcez de l'hélium à l'intérieur d'un matériau solide, ça bouillonne, un peu comme les bulles de dioxyde de carbone dans l'eau gazeuse.

    "Littéralement, vous obtenez ces bulles d'hélium à l'intérieur du métal qui y restent pour toujours parce que le métal est solide, " Demkowicz a dit. " Comme vous accumulez de plus en plus d'hélium, les bulles commencent à se lier et à détruire tout le matériau."

    Travaillant avec une équipe de chercheurs du Laboratoire national de Los Alamos au Nouveau-Mexique, Demkowicz a étudié le comportement de l'hélium dans les solides nanocomposites, matériaux constitués d'empilements de couches métalliques épaisses. leurs découvertes, récemment publié dans Avancées scientifiques , étaient une surprise. Plutôt que de faire des bulles, l'hélium dans ces matériaux a formé de longs canaux, ressemblant à des veines dans les tissus vivants.

    "Nous avons été époustouflés par ce que nous avons vu, " Demkowicz a dit. " Comme vous mettez de plus en plus d'hélium à l'intérieur de ces nanocomposites, plutôt que de détruire le matériel, les veines commencent réellement à s'interconnecter, résultant en une sorte de système vasculaire."

    Cette découverte ouvre la voie aux matériaux résistants à l'hélium nécessaires pour faire de l'énergie de fusion une réalité. Demkowicz et ses collaborateurs pensent que l'hélium peut se déplacer à travers les réseaux de veines qui se forment dans leurs nanocomposites, éventuellement sortir du matériau sans causer d'autres dommages.

    Demkowicz a collaboré avec Di Chen, Nan Li, Kevin Baldwin et Yongqiang Wang du Laboratoire national de Los Alamos, ainsi que l'ancienne étudiante Dina Yuryev du Massachusetts Institute of Technology. Le projet a été soutenu par le programme de recherche et développement dirigé par le laboratoire du Laboratoire national de Los Alamos.

    "Les applications aux réacteurs à fusion ne sont que la pointe de l'iceberg, " Demkowicz a déclaré. "Je pense que le tableau d'ensemble ici est dans les solides vascularisés, ceux qui sont un peu comme des tissus avec des réseaux vasculaires. Quoi d'autre pourrait être transporté à travers de tels réseaux ? Peut-être de la chaleur ou de l'électricité ou même des produits chimiques qui pourraient aider le matériau à s'auto-guérir."

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