Les scientifiques s'efforcent d'accélérer considérablement le développement de l'énergie de fusion dans le but de fournir de l'électricité au réseau électrique suffisamment tôt pour aider à atténuer les impacts du changement climatique. L'arrivée d'une technologie de rupture :les supraconducteurs à haute température, qui peuvent être utilisés pour construire des aimants produisant des champs magnétiques plus puissants qu'auparavant, pourraient les aider à atteindre cet objectif. Les chercheurs prévoient d'utiliser cette technologie pour construire des aimants à l'échelle requise pour la fusion, suivi de la construction de ce qui serait la première expérience de fusion au monde à générer un gain énergétique net.

L'effort est une collaboration entre le Plasma Science &Fusion Center du Massachusetts Institute of Technology et Commonwealth Fusion Systems, et ils présenteront leurs travaux à la réunion de l'American Physical Society Division of Plasma Physics à Portland, Minerai.

La puissance de fusion est générée lorsque les noyaux de petits atomes se combinent en de plus gros dans un processus qui libère d'énormes quantités d'énergie. Ces noyaux, cousins ​​généralement plus lourds de l'hydrogène appelés deutérium et tritium, sont chargés positivement et ressentent donc une forte répulsion qui ne peut être surmontée qu'à des températures de centaines de millions de degrés. Alors que ces températures, et donc des réactions de fusion, peut être produit dans des expériences de fusion modernes, les conditions requises pour un gain énergétique net ne sont pas encore réunies.

Une solution potentielle à cela pourrait être d'augmenter la force des aimants. Les champs magnétiques dans les appareils de fusion servent à maintenir ces gaz ionisés chauds, appelés plasmas, isolé et isolé de la matière ordinaire. La qualité de cette isolation gagne en efficacité au fur et à mesure que le champ se renforce, ce qui signifie qu'il faut moins d'espace pour garder le plasma chaud. Doubler le champ magnétique dans un appareil de fusion permet de réduire son volume - un bon indicateur du coût de l'appareil - par un facteur de huit, tout en obtenant les mêmes performances. Ainsi, des champs magnétiques plus forts rendent la fusion plus petite, plus rapide et moins cher.

Une percée dans la technologie des supraconducteurs pourrait permettre aux centrales à fusion de se concrétiser. Les supraconducteurs sont des matériaux qui laissent passer les courants sans perdre d'énergie, mais pour ce faire, ils doivent être très froids. Nouveaux composés supraconducteurs, cependant, peut fonctionner à des températures beaucoup plus élevées que les supraconducteurs conventionnels. Critique pour la fusion, ces supraconducteurs fonctionnent même lorsqu'ils sont placés dans des champs magnétiques très puissants.

Bien qu'à l'origine sous une forme non utile pour la construction d'aimants, les chercheurs ont maintenant trouvé des moyens de fabriquer des supraconducteurs à haute température sous la forme de « rubans » ou de « rubans » qui fabriquent des aimants aux performances sans précédent. La conception de ces aimants n'est pas adaptée aux machines à fusion car ils sont beaucoup trop petits. Avant le nouveau dispositif de fusion, appelé SPARC, peut être construit, les nouveaux supraconducteurs doivent être incorporés dans le genre de grands, aimants puissants nécessaires à la fusion.

Une fois le développement de l'aimant réussi, la prochaine étape sera de construire et d'exploiter l'expérience de fusion SPARC. SPARC sera un dispositif de fusion tokamak, un type de configuration de confinement magnétique similaire à de nombreuses machines déjà en fonctionnement (Figure 1).

Comme un accomplissement analogue au premier vol des frères Wright à Kitty Hawk, démontrant un gain énergétique net, le but de la recherche sur la fusion depuis plus de 60 ans, pourrait suffire à inscrire fermement la fusion dans les plans énergétiques nationaux et à lancer le développement commercial. L'objectif est que SPARC soit opérationnel d'ici 2025.