La “percée” de la fusion nucléaire est une science brûlante, mais… •

Des scientifiques du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) ont réussi l’allumage par fusion dans un réacteur nucléaire, a-t-on annoncé mardi.

Le rêve de générer une énergie relativement propre basée sur la fusion est poursuivi depuis des décennies. Maintenant, le département américain de l’énergie et le LLNL pensent qu’ils sont sur le point d’atteindre cet objectif, confirmant des rapports antérieurs.

Mardi de cette semaine, des responsables ont présenté lors d’une diffusion en direct les résultats d’une expérience menée au National Ignition Facility (NIF) du laboratoire le 5 décembre.

Les boffins ont déclaré avoir produit 3,15 mégajoules d’énergie de fusion en sortie, dépassant les 2,05 mégajoules délivrés par les 192 lasers qui ont déclenché la réaction de fusion nucléaire. En d’autres termes, LLNL a réalisé un allumage par fusion dans un réacteur et (d’une certaine manière) a obtenu plus d’énergie de la réaction qu’elle n’en a mis (bien que plus à ce sujet plus tard). C’est une étape importante pour l’équipe et un exploit unique en son genre, selon les Américains.

Vous pouvez revoir l’annonce ci-dessous.

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“La poursuite de l’allumage par fusion en laboratoire est l’un des défis scientifiques les plus importants jamais relevés par l’humanité, et y parvenir est un triomphe de la science, de l’ingénierie et, surtout, des gens”, a déclaré Kim Budil, directeur du LLNL. une déclaration.

« Franchir ce seuil est la vision qui a conduit 60 ans de poursuite dévouée – un processus continu d’apprentissage, de construction, d’élargissement des connaissances et des capacités, puis de trouver des moyens de surmonter les nouveaux défis qui ont émergé.

Pendant ce temps, la secrétaire américaine à l’Énergie, Jennifer Granholm, a qualifié les résultats de “réalisation historique”, tandis que les sénateurs et les représentants du Congrès se sont également réjouis de la “percée scientifique majeure”.

Le NIF fonctionne en tirant près de 200 lasers pour former des faisceaux d’énergie ultraviolette sur une minuscule pastille de combustible de fusion contenue dans un hohlraum. Là, l’énergie est convertie en rayons X qui écrasent la pastille, la faisant imploser. La capsule de la taille d’un pois se transforme alors en un plasma super chaud à haute pression, offrant les bonnes conditions pour fusionner ses atomes de combustible de deutérium et de tritium.

Là où la magie opère … Le hohlraum contenant la pastille de combustible de fusion, un mélange congelé d’isotopes d’hydrogène

Cette réaction de fusion nucléaire forme des noyaux d’hélium et des neutrons dans le processus. En théorie, une énergie relativement propre peut être exploitée, par exemple, en convertissant l’énergie des neutrons en chaleur pour entraîner une turbine à vapeur et produire de l’électricité. Ce n’est pas trop différent de la mécanique d’une arme ou d’une étoile thermonucléaire, dans laquelle le deutérium et le tritium fusionnent sous des pressions incroyables.

L’année dernière, le LLNL a déclaré que ses chercheurs étaient sur le point de réaliser l’allumage par fusion. Cette fois, cependant, l’équipe a réussi à extraire plus d’énergie que l’énergie laser utilisée pour brûler la pastille de combustible cryogénique.

“L’équipe laser a récemment terminé une mise à niveau pour permettre d’augmenter l’énergie délivrée de 8 %”, a déclaré Alex Zylstra, expérimentateur principal au LLNL. Le registre.

“Nous avons ensuite développé une conception modifiée qui utilise cette énergie supplémentaire pour faire imploser des pastilles de combustible plus épaisses, ce qui conduit à des performances accrues avec une sortie de fusion dépassant l’énergie laser.”

Machine méchante … Chambre cible du National Ignition Facility de LLNL, où une pastille de combustible de fusion a été enflammée début décembre. Source : LLNL

Bien que les résultats méritent d’être célébrés, ils montrent toujours que la fusion nucléaire est très, très loin d’être une source d’énergie pratique. L’énergie initiale requise pour tirer les faisceaux laser était de 322 mégajoules, avec un peu plus de 2 mégajoules délivrés à la capsule de combustible pour déclencher son implosion.

En comparant cela avec les 3,15 mégajoules, ou 875 Wattheures, générés dans la réaction nucléaire, l’énergie globale produite par le NIF est toujours une perte nette d’un facteur assez important.

Le LLNL NIF, notons également, n’est pas non plus strictement orienté vers la production d’énergie propre, et se concentre plutôt sur les simulations d’armes nucléaires.

Zylstra a déclaré que les détails de l’expérience seront rapportés dans un prochain article qui sera soumis à un journal pour examen par les pairs. “Ces résultats ouvrent la porte à la réalisation d’expériences dans des conditions jamais atteintes auparavant en laboratoire. En augmentant notre compréhension de ces plasmas de fusion, nous travaillerons à produire une production de fusion encore plus élevée ainsi qu’à explorer les conditions pertinentes pour la mission de gestion des armes nucléaires”, a-t-il déclaré. dis-nous.

Le DoE a noté que “de nombreux développements scientifiques et technologiques avancés sont encore nécessaires pour obtenir des solutions simples et abordables. [ignition fusion energy] (IFE) pour alimenter les foyers et les entreprises », et souhaite relancer un « programme IFE coordonné » avec le secteur privé. commercialement viable à l’avenir. ®