Le Joint European Torus (JET), l'une des machines à fusion les plus grandes et les plus puissantes au monde, a démontré sa capacité à générer de l'énergie de fusion de manière fiable, tout en établissant simultanément un record mondial de production d'énergie.
Ces réalisations notables représentent une étape importante dans le domaine de la science et de l'ingénierie de la fusion.
Dans les dernières expériences deutérium-tritium du JET (DTE3), une puissance de fusion élevée a été produite de manière constante pendant cinq secondes, ce qui a donné lieu à un record révolutionnaire de 69 mégajoules en utilisant seulement 0,2 milligramme de carburant.
JET est un tokamak, une conception qui utilise de puissants champs magnétiques pour confiner un plasma en forme de beignet. La plupart des approches visant à créer une fusion commerciale privilégient l’utilisation de deux variantes d’hydrogène :le deutérium et le tritium. Lorsque le deutérium et le tritium fusionnent, ils produisent de l'hélium et de grandes quantités d'énergie, une réaction qui constituera la base des futures centrales à fusion.
Le Dr Fernanda Rimini, directrice principale de l'exploitation du JET, a déclaré :"Nous pouvons créer de manière fiable des plasmas de fusion en utilisant le même mélange de carburant que celui utilisé par les centrales électriques commerciales à énergie de fusion, démontrant ainsi l'expertise avancée développée au fil du temps."
Le professeur Ambrogio Fasoli, directeur de programme (PDG) chez EUROfusion, a déclaré :« Notre démonstration réussie de scénarios opérationnels pour les futures machines à fusion comme ITER et DEMO, validée par le nouveau record énergétique, suscite une plus grande confiance dans le développement de l'énergie de fusion. nouveau record, nous avons réalisé des choses que nous n'avions jamais faites auparavant et approfondi notre compréhension de la physique de la fusion."
Le Dr Emmanuel Joffrin, responsable du groupe de travail d'exploitation des tokamaks EUROfusion au CEA, a déclaré :« Non seulement nous avons démontré comment adoucir la chaleur intense circulant du plasma vers l'échappement, mais nous avons également montré dans JET comment nous pouvons amener le bord du plasma dans un état stable empêchant ainsi les sursauts d’énergie d’atteindre la paroi. Les deux techniques visent à protéger l’intégrité des parois des futures machines. C’est la première fois que nous pouvons tester ces scénarios dans un environnement deutérium-tritium.
Plus de 300 scientifiques et ingénieurs d'EUROfusion, un consortium de chercheurs à travers l'Europe, ont contribué à ces expériences marquantes sur le site de l'Autorité britannique de l'énergie atomique (UKAEA) à Oxford, démontrant le dévouement et l'efficacité sans précédent de l'équipe internationale du JET.
Les résultats renforcent le rôle central du JET dans la promotion d'une énergie de fusion sûre, à faible émission de carbone et durable.
Le ministre britannique du Nucléaire et des Réseaux, Andrew Bowie, a déclaré :« La dernière expérience de fusion du JET est un chant du cygne approprié après tout le travail révolutionnaire réalisé dans le cadre du projet depuis 1983. Nous sommes plus proches que jamais de l'énergie de fusion grâce à l'équipe internationale de scientifiques et ingénieurs de l'Oxfordshire."
"Le travail ne s'arrête pas là. Notre programme Fusion Futures a engagé 650 millions de livres sterling pour investir dans la recherche et les installations, consolidant ainsi la position du Royaume-Uni en tant que plaque tournante mondiale de la fusion."
JET a conclu ses opérations scientifiques fin décembre 2023.
Le professeur Sir Ian Chapman, PDG de l'UKAEA, a déclaré :« JET a fonctionné aussi près des conditions des centrales électriques que possible avec les installations d'aujourd'hui, et son héritage sera omniprésent dans toutes les futures centrales électriques. un avenir durable."
Les résultats des recherches du JET ont des implications cruciales non seulement pour ITER, un mégaprojet de recherche sur la fusion en cours de construction dans le sud de la France, mais également pour le prototype de centrale électrique STEP du Royaume-Uni, la centrale de démonstration européenne, DEMO et d'autres projets mondiaux de fusion, poursuivant un avenir de une énergie sûre, à faible émission de carbone et durable.
Le Dr Pietro Barabaschi, directeur général d'ITER, a déclaré :« Tout au long de son cycle de vie, le JET a été remarquablement utile en tant que précurseur d'ITER :dans les tests de nouveaux matériaux, dans le développement de nouveaux composants innovants, et nulle part plus que dans la génération de données scientifiques issues de la fusion Deutérium-Tritium."
« Les résultats obtenus ici auront un impact direct et positif sur ITER, validant la voie à suivre et nous permettant de progresser plus rapidement vers nos objectifs de performance. Sur une note personnelle, ce fut pour moi un grand privilège d'avoir moi-même travaillé chez JET pendant quelques années. Là, j'ai eu l'occasion d'apprendre auprès de nombreuses personnes exceptionnelles."
JET joue un rôle déterminant dans l'avancement de l'énergie de fusion depuis plus de quatre décennies, symbolisant la collaboration scientifique internationale, l'excellence en ingénierie et l'engagement à exploiter la puissance de l'énergie de fusion, les mêmes réactions qui alimentent le soleil et les étoiles.
JET a démontré une fusion soutenue pendant cinq secondes à haute puissance et a établi un record du monde en 2021. Les premières expériences deutérium-tritium de JET ont eu lieu en 1997.
Alors qu'il entre dans la prochaine phase de son cycle de vie de réaffectation et de déclassement, une célébration fin février 2024 honorera sa vision fondatrice et l'esprit de collaboration qui a conduit à son succès.
Les réalisations du JET, depuis les étapes scientifiques majeures jusqu'à l'établissement de records énergétiques, soulignent l'héritage durable de l'installation dans l'évolution de la technologie de fusion.
Ses contributions à la science et à l'ingénierie de la fusion ont joué un rôle crucial dans l'accélération du développement de l'énergie de fusion, qui promet de devenir un élément sûr, à faible émission de carbone et durable de l'approvisionnement énergétique mondial futur.
La fusion, le processus qui alimente des étoiles comme notre soleil, promet une source de chaleur et d'électricité propre à long terme, utilisant de petites quantités de carburant pouvant être obtenues dans le monde entier à partir de matériaux peu coûteux.
Lorsqu'un mélange de deux formes d'hydrogène (deutérium et tritium) est chauffé pour former un plasma contrôlé à des températures extrêmes (10 fois plus chaudes que le noyau du soleil), ils fusionnent pour créer de l'hélium et libèrent de l'énergie qui peut être exploitée pour produire de l'électricité. .
Le deutérium et le tritium sont deux variantes plus lourdes de l’hydrogène ordinaire et offrent ensemble la réactivité la plus élevée de tous les combustibles de fusion. À une température de 150 millions de degrés Celsius, le deutérium et le tritium fusionnent pour former de l'hélium et libèrent une énorme quantité d'énergie thermique sans aucune contribution à l'effet de serre. La fusion est intrinsèquement sûre dans la mesure où elle ne peut pas démarrer un processus incontrôlable et ne produit aucun déchet à vie longue.
Il existe plusieurs manières de parvenir à la fusion. Notre approche consiste à maintenir le plasma chaud à l'aide d'aimants puissants dans une machine en forme d'anneau appelée « tokamak », puis à exploiter cette chaleur pour produire de l'électricité de la même manière que les centrales électriques existantes.
La plupart des approches visant à créer une fusion commerciale privilégient l’utilisation de deux variantes d’hydrogène :le deutérium et le tritium. Lorsque le deutérium et le tritium fusionnent, ils produisent de l'hélium et de grandes quantités d'énergie, une réaction qui constituera la base des futures centrales à fusion.
Le deutérium est abondant et peut être extrait de l’eau. Le tritium est une variante radioactive de l'hydrogène avec une demi-vie d'environ 12 ans. Le tritium peut être extrait du lithium.
JET est la seule machine à fusion tokamak en activité capable de manipuler du combustible au tritium. La troisième série d'expériences utilisant du deutérium et du tritium s'est déroulée sur sept semaines, du 31 août au 14 octobre 2023. Elles se sont concentrées sur trois domaines :la science des plasmas, la science des matériaux et la neutronique.
Le record d'énergie de fusion du JET est le résultat de sa capacité avancée d'exploitation de plasmas de deutérium-tritium. Ces expériences ont été principalement conçues comme la toute première opportunité de démontrer la faisabilité de minimiser les charges thermiques sur le mur dans un environnement deutérium-tritium, crucial pour les scénarios ITER.
Plus d'informations : Pour en savoir plus sur les résultats scientifiques des expériences JET DTE3, visitez :Joint European Torus teste avec succès de nouvelles solutions pour les futures centrales électriques à fusion.
Fourni par EUROfusion
