Une équipe de physiciens de plusieurs institutions à travers les États-Unis, travaillant avec un collègue chinois, au DIII-D National Fusion Facility, à San Diego, en Californie, a mis au point un moyen de surmonter deux obstacles majeurs qui s'opposent à l'utilisation de la fusion comme méthode. source d'alimentation générale.
Dans leur article publié dans la revue Nature , le groupe décrit comment ils ont conçu un moyen d'augmenter la densité du plasma dans leur réacteur tout en le maintenant stable.
Les scientifiques de divers sites à travers le monde travaillent depuis plusieurs années pour comprendre comment utiliser les réactions de fusion pour créer de l'électricité à usage général, libérant ainsi le monde de l'utilisation de centrales électriques au charbon et au gaz qui rejettent des gaz à effet de serre dans l'atmosphère. Mais le chemin a été long et difficile.
Ce n'est qu'au cours des deux dernières années que les chercheurs ont pu montrer qu'une réaction de fusion pouvait être provoquée pour se maintenir et qu'il était possible de produire plus d'énergie que ce qui était consommé dans un tel système.
Les deux prochains obstacles à surmonter consistent à augmenter la densité du plasma dans le réacteur, puis à le contenir pendant des périodes prolongées, suffisamment longtemps pour qu'il soit utile à la production d'électricité. Dans cette nouvelle étude, l'équipe de recherche a mis au point un moyen de réaliser les deux dans une chambre tokamak.
Pour contenir le plasma à mesure que sa densité augmentait, l’équipe a utilisé des aimants supplémentaires et des explosions de deutérium si nécessaire. Ils permettaient également des densités plus élevées au cœur qu’à proximité des bords, contribuant ainsi à garantir que le plasma ne puisse pas s’échapper. Ils l'ont maintenu dans cet état pendant 2,2 secondes, suffisamment longtemps pour prouver que cela était possible.
Ils ont également constaté que pendant cette courte période, la densité moyenne dans le réacteur était de 20 % supérieure à la limite de Greenwald – une barrière théorique qui devait marquer le point auquel l’ajout de pression échapperait au champ magnétique maintenant le plasma en place.
Ils ont également constaté que la stabilité du plasma était H98y2 supérieur à 1, ce qui signifie que l'expérience a réussi.
L’équipe de recherche reconnaît que leur expérience a été réalisée dans un très petit réacteur, d’un diamètre de seulement 1,6 mètre. Pour qu'une telle réalisation soit considérée comme pleinement réussie, elle devra être réalisée dans un réacteur beaucoup plus grand, comme celui actuellement en construction en France, qui aura un diamètre de 6,2 mètres.
Plus d'informations : S. Ding et al, Un régime plasma tokamak à haute densité et à haut confinement pour l'énergie de fusion, Nature (2024). DOI :10.1038/s41586-024-07313-3
Informations sur le journal : Nature
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