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    Deuxième série d'expériences réussie avec Wendelstein 7-X

    Vue à l'intérieur de la cuve à plasma du dispositif de fusion Wendelstein 7-X. Crédit :IPP, Jan Michael Hosan

    Au cours de la mise à niveau progressive de Wendelstein 7-X, le vaisseau plasma a été équipé d'un revêtement intérieur à partir de septembre de l'année dernière. Des tuiles de graphite protègent désormais les parois des vaisseaux. En outre, le divertor est utilisé pour réguler la pureté et la densité du plasma. En dix larges bandes sur la paroi du vaisseau plasma, les tuiles du divertor suivent le contour du bord du plasma. Spécifiquement, ils couvrent les zones de paroi sur lesquelles les particules du bord du plasma sont détournées de manière ciblée. Après trois mois d'expérimentation avec le nouvel équipement, la prochaine série de mises à niveau a commencé fin 2017 ; entre autres, de nouveaux appareils de mesure et systèmes de chauffage ont été installés. Les expérimentations ont repris à partir de juillet 2018.

    Alors que le divertor avait déjà démontré son bon impact dans le passé, les valeurs plasmatiques à l'aide du chauffage plasma étendu en combinaison avec des parois de vaisseaux purifiées pourraient maintenant être considérablement augmentées. Le chauffage à particules neutres nouvellement installé injecte des atomes d'hydrogène rapides dans le plasma, qui transfèrent leur énergie aux particules de plasma via des collisions. Le résultat a été des densités plasmatiques élevées allant jusqu'à 2 x 10 20 particules par mètre cube, des valeurs suffisantes pour une future centrale électrique. À la fois, les ions et les électrons du plasma d'hydrogène ont atteint une température impressionnante de 20 millions de degrés Celsius.

    Enregistrez les valeurs de stellarator obtenues Wendelstein 7-X pour l'énergie stockée dans le plasma. Par un fort chauffage par micro-ondes, le contenu énergétique du plasma a dépassé pour la première fois un mégajoule, sans que la paroi du vaisseau ne devienne trop chaude. Avec de bonnes valeurs plasma, des plasmas de longue durée sur des durées de 100 secondes ont été obtenus, également l'une des meilleures valeurs de stellarator à ce jour.

    Ces résultats très satisfaisants ont attiré beaucoup d'attention lors des conférences internationales de cette année. La ministre fédérale de la Recherche, Anja Karliczek, a également commenté les résultats :"Félicitations à l'équipe Wendelstein 7-X pour le nouveau record du monde. L'approche est la bonne - de cette façon, de nouvelles découvertes importantes ont été faites pour l'utilisation future des centrales à fusion. Aux côtés des énergies renouvelables, l'énergie de fusion pourrait être LA source d'énergie du futur. Les chercheurs de Greifswald ont fait un pas important dans cette direction avec leurs travaux. Je souhaite à l'équipe plein succès dans leurs futurs travaux."

    Le plasma record dans Wendelstein 7-X avec un contenu énergétique de plus d'un mégajoule. Crédit :IPP, RCP de Wigner

    Les expériences finales ont été menées à la mi-octobre; en attendant, la prochaine série de mises à niveau sur Wendelstein 7-X a commencé. Afin de pouvoir augmenter encore l'énergie de chauffage sans surcharger la paroi de la cuve, les tuiles en graphite actuelles du divertor seront remplacées au cours des deux prochaines années par des éléments refroidis à l'eau en carbone renforcé de fibres de carbone. Avec cet équipement, les travaux seront menés étape par étape dans le but d'obtenir des plasmas d'une durée de 30 minutes. Puis, il restera à voir si Wendelstein 7-X peut également remplir ses objectifs d'optimisation en fonctionnement continu, l'avantage essentiel des stellarators.

    Fond

    L'objectif de la recherche sur la fusion est de développer une centrale électrique respectueuse du climat et de l'environnement. Comme le soleil, c'est tirer de l'énergie de la fusion des noyaux atomiques. Étant donné que le feu de fusion ne s'enflamme qu'à des températures supérieures à 100 millions de degrés, le combustible, un plasma d'hydrogène à faible densité, ne doit pas entrer en contact avec les parois froides de l'enceinte. Tenu par des champs magnétiques, il flotte presque sans contact à l'intérieur d'une chambre à vide.

    La cage magnétique de Wendelstein 7-X est générée par un anneau de 50 bobines magnétiques supraconductrices d'environ 3,5 mètres de haut. Leurs formes spécifiques sont le résultat de calculs d'optimisation élaborés. Bien que Wendelstein 7-X ne soit pas conçu pour générer de l'énergie, le dispositif est destiné à prouver que les stellarateurs sont adaptés à une utilisation dans les centrales électriques. Avec Wendelstein 7-X, l'intention est d'atteindre pour la première fois dans un stellarator la qualité de confinement offerte par les dispositifs concurrents de type tokamak.

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