L'année dernière a vu la mise en service et la mise en service initiale d'une nouvelle expérience plasma à grande échelle, le Wendelstein 7-X (W7-X) à Greifswald, Allemagne. Conçu, construit, et exploité par le Max-Planck Institute for Plasma Physics (IPP) avec une équipe internationale de collaborateurs, l'appareil est impressionnant. Mais, la communauté mondiale de la recherche sur la fusion, qui vise à développer une source d'énergie abondante et sans danger pour l'environnement, trouve les premiers résultats plasma de W7-X encore plus impressionnants.

Les travaux sur W7-X ont commencé à l'IPP dans les années 80 avec des années d'optimisation de la conception qui ont fait progresser la compréhension du confinement magnétique. La construction de l'expérience a commencé en 2005. Elle utilise 70 grands aimants supraconducteurs, refroidi par cryogénie pour éviter les résistances électriques, pour générer un volume de 30 mètres cubes qui contient et isole les particules de plasma.

Aux températures élevées nécessaires à la fusion, le gaz est ionisé, ce qui signifie que les atomes électriquement neutres se dissocient en électrons et noyaux chargés - un plasma. Ces particules chargées électriquement peuvent être guidées par un champ magnétique d'intensité suffisante, d'où l'utilisation d'aimants.

Parmi les expériences de confinement du plasma, le champ magnétique dans W7-X est spécial. La configuration a une torsion unique, formé par les bobines supraconductrices, qui optimise le confinement du plasma à l'échelle de la particule individuelle et macroscopique (Figure 1). En tant que système "stellarator", il évite également le courant électrique net traversant le plasma des systèmes tokamak, qui sont plus simples à concevoir et à construire mais sujettes à des événements dynamiques qui libèrent du plasma. La conception spéciale des bobines W7-X, avec une force magnétique qui peut approcher 100, 000 fois celui du champ magnétique terrestre à sa surface, et le volume précité, place W7-X dans une classe à part.

Reconnaissant l'importance de la recherche W7-X, l'American Physical Society Division of Plasma Physics a invité le Dr Thomas Sunn Pedersen, Directeur de Stellarator Edge et Divertor Physics chez IPP, pour faire une présentation plénière lors de sa 58e réunion annuelle à San José, 31 octobre-nov. 4. Il résumera les premiers résultats et exprimera l'enthousiasme de voir la chancelière allemande Angela Merkel lancer la première expérience de plasma pleinement opérationnelle plus tôt cette année.

La communauté de recherche sur la fusion a des attentes élevées pour W7-X lors des opérations futures. Sa force de champ magnétique maximale est légèrement inférieure à celle du grand dispositif hélicoïdal supraconducteur (LHD) de l'Institut national des sciences de la fusion au Japon, mais ce dernier ne bénéficie pas de la stratégie d'optimisation W7-X. L'expérience hélicoïdale symétrique (HSX) de l'Université du Wisconsin-Madison utilise une optimisation similaire à celle de W7-X, mais sa petite taille exclut la fusion pertinente 20, 000, 000 degrés Kelvin températures des ions déjà obtenues dans W7-X.