Une équipe de chercheurs en fusion a réussi à prouver que les ions énergétiques dont l'énergie se situe dans la plage du méga électron-volt (MeV) sont confinés de manière supérieure dans un plasma pour la première fois dans des systèmes hélicoïdaux. Cela promet le confinement des particules alpha (ions hélium) requis pour réaliser l'énergie de fusion dans un réacteur hélicoïdal.

La réaction deutérium-tritium dans un plasma à haute température sera utilisée dans les réacteurs de fusion à l'avenir. Des particules alpha avec une énergie de 3,5 MeV sont générées par la réaction de fusion. Les particules alpha transfèrent leur énergie au plasma, et ce chauffage des particules alpha maintient la condition de plasma à haute température requise pour la réaction de fusion. Pour réaliser un tel plasma, qui s'appelle un plasma brûlant, les ions énergétiques dans la gamme MeV doivent être étroitement confinés dans le plasma.

Des simulations numériques ont prédit les résultats favorables du confinement d'ions MeV dans un plasma dans des systèmes hélicoïdaux qui ont l'avantage de fonctionner en régime permanent par rapport aux systèmes tokamak. Cependant, la démonstration expérimentale du confinement des ions MeV n'avait pas été rapportée. Récemment, l'étude a été grandement avancée par une expérience de confinement d'ions MeV réalisée dans l'opération deutérium du Large Helical Device (LHD), qui appartient à l'Institut national des sciences de la fusion (NIFS), Instituts nationaux des sciences naturelles (ININS), au Japon. Dans les plasmas de deutérium, Les tritons de 1 MeV (ions tritium) sont créés par des réactions de fusion deuton-deutéron. Les tritons ont un comportement similaire avec les particules alpha générées dans un futur plasma en combustion.

Le groupe de recherche dirigé par le professeur adjoint Kunihiro Ogawa et le professeur Mitsutaka Isobe du NIFS a réalisé une expérience de confinement de tritons MeV en LHD. Les tritons confinés dans le plasma subissent une réaction secondaire et émettent des neutrons de haute énergie par réaction de fusion avec des deutérons de fond (ions deutérium). Le groupe de recherche a développé le détecteur pour la mesure sélective des neutrons de haute énergie afin d'évaluer les performances de confinement des ions MeV. Les neutrons de haute énergie ont été mesurés pour différentes configurations de champ magnétique. Lorsque l'axe du champ magnétique est décalé vers l'intérieur, le confinement des ions MeV montre de meilleures performances. Le résultat obtenu par cette étude prouve pour la première fois le concept de confinement des ions MeV dans des systèmes hélicoïdaux. Cela promet à son tour de faire la lumière sur le confinement des particules alpha requis pour réaliser l'énergie de fusion dans un réacteur hélicoïdal.