La fusion nucléaire est le processus qui consiste à combiner deux atomes en un seul, libérant ainsi une grande quantité d’énergie. Ce processus alimente le soleil et les étoiles. Les scientifiques travaillent au développement de réacteurs à fusion nucléaire capables d’exploiter cette énergie pour l’utiliser sur Terre.
Les bases de la fusion nucléaire
La fusion nucléaire se produit lorsque les noyaux de deux atomes sont combinés pour former un nouveau noyau plus lourd. Cela libère une grande quantité d’énergie car la masse du nouveau noyau est inférieure à la somme des masses des deux noyaux d’origine. La différence de masse est convertie en énergie selon la célèbre équation d'Einstein, E=mc^2.
La quantité d’énergie libérée par la fusion nucléaire est bien supérieure à la quantité d’énergie libérée par la fission nucléaire, le processus qui alimente les centrales nucléaires. En effet, la fission nucléaire implique la séparation des atomes, tandis que la fusion nucléaire implique la combinaison des atomes.
Comment fonctionnent les réacteurs à fusion nucléaire
Les réacteurs à fusion nucléaire fonctionnent en chauffant l’hydrogène gazeux à des températures extrêmement élevées. Cela provoque la fragmentation des atomes d’hydrogène en électrons et protons. Les protons sont ensuite accélérés et entrent en collision les uns avec les autres, les fusionnant en atomes d'hélium. Ce processus libère une grande quantité d’énergie sous forme de chaleur et de lumière.
La chaleur et la lumière provenant de la réaction de fusion nucléaire peuvent être utilisées pour produire de l’électricité. Ce processus est similaire à la façon dont la chaleur et la lumière du soleil sont utilisées pour produire de l’électricité dans les centrales solaires.
Les défis de la fusion nucléaire
Un certain nombre de défis doivent être surmontés pour développer des réacteurs à fusion nucléaire qui soient commercialement viables. Ces défis comprennent :
* Atteindre des températures suffisamment élevées pour fusionner les atomes d'hydrogène
* Confiner le plasma suffisamment longtemps pour que la fusion se produise
* Élimination des cendres d'hélium produites par la réaction de fusion
* Développer des matériaux capables de résister aux conditions extrêmes à l'intérieur d'un réacteur à fusion
Progrès sur les réacteurs à fusion nucléaire
Les scientifiques progressent pour surmonter les défis de la fusion nucléaire. En 2018, des chercheurs du Joint European Torus (JET) au Royaume-Uni ont réalisé une réaction de fusion record qui a produit 59 mégajoules d'énergie. Cela équivaut à la quantité d’énergie qui pourrait être produite en brûlant environ 14 gallons d’essence.
Bien qu’il s’agisse d’une réalisation importante, elle est encore loin de la quantité d’énergie qui serait nécessaire pour alimenter un réacteur à fusion commercial. Cependant, c’est le signe que des progrès sont réalisés et que la fusion nucléaire pourrait un jour devenir une source d’énergie viable pour le monde.
