Cinq équipes indépendantes de chercheurs ont examiné les travaux et les affirmations d'un groupe du National Ignition Facility (NIF) qui a annoncé en décembre 2022 avoir réalisé la première réaction de fusion alimentée par laser dépassant le « seuil de rentabilité scientifique », dans lequel plus d'énergie a été produit par une réaction de fusion artificielle plutôt que consommé par la réaction.
Les cinq équipes ont confirmé leurs affirmations. Trois des équipes ont publié leurs résultats et conclusions dans la revue Physical Review Letters.; les deux autres équipes ont publié des articles dans la revue Physical Review E .
Après de nombreuses années d’efforts menés par plusieurs équipes à travers le monde, les équipes ont confirmé qu’il devrait être possible d’utiliser la fusion comme source d’énergie. Cet exploit annonce une nouvelle ère dans la recherche sur la fusion nucléaire, et peut-être dans la production d'électricité.
À son niveau le plus élémentaire, la fusion nucléaire est simple :lorsque des éléments légers sont fusionnés en éléments plus lourds, une réaction entraîne la libération d’énergie. De telles réactions expliquent l’énergie émise par les étoiles, dont le Soleil. Des recherches antérieures ont montré que recréer de telles réactions en laboratoire nécessite un environnement différent de celui trouvé dans les étoiles :des températures plus élevées sont nécessaires, ce qui signifie utiliser beaucoup d'énergie.
Cela a conduit à l’objectif de trouver un moyen de générer des réactions de fusion produisant plus de puissance que nécessaire pour les produire. Pour atteindre cet objectif, l’équipe du NIF a tiré des lasers sur une capsule contenant deux types d’hydrogène lourd. Cela a entraîné la libération de rayons X qui ont inondé le combustible, incitant le processus de fusion. Dans leur expérience révolutionnaire, l'équipe du NIF a utilisé 2,05 mégajoules d'énergie pour alimenter les lasers et a mesuré 3,15 mégajoules d'énergie provenant de la réaction de fusion.
Dans leurs revues, certaines des équipes effectuant une analyse des expériences notent que même si l’équipe du NIF a réalisé une percée monumentale, il reste encore beaucoup de travail à faire avant que la fusion puisse être utilisée comme source d’énergie. Les physiciens doivent développer cette technique, par exemple, et le rendement doit être bien supérieur pour justifier son utilisation dans un cadre commercial.
Mais ils ont également trouvé des raisons d'être optimistes :ils ont découvert, par exemple, qu'au cours de l'expérience, le matériau de la capsule avait été réchauffé de manière inattendue en raison de l'énergie issue de la réaction de fusion à des énergies supérieures à celles fournies par les lasers.
Plus d'informations : H. Abu-Shawareb et al, Réalisation d'un gain cible supérieur à l'unité dans une expérience de fusion inertielle, Physical Review Letters (2024). DOI : 10.1103/PhysRevLett.132.065102
A. L. Kritcher et al, Conception de la première expérience de fusion permettant d'atteindre le gain d'énergie cible G>1, Physical Review E (2024). DOI :10.1103/PhysRevE.109.025204
O. A. Hurricane et al, Principes énergétiques du seuil de rentabilité scientifique dans une expérience de fusion inertielle, Physical Review Letters (2024). DOI : 10.1103/PhysRevLett.132.065103
A. Pak et al, Observations et propriétés de la première expérience de fusion en laboratoire à dépasser un gain cible d'unité, Physical Review E (2024). DOI :10.1103/PhysRevE.109.025203
M. S. Rubery et al, Hohlraum Reheating from Burning NIF Implosions, Physical Review Letters (2024). DOI : 10.1103/PhysRevLett.132.065104
Informations sur le journal : Lettres d'examen physique , Examen physique E
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