Peter Tucker
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Une société privée de fusion nucléaire a chauffé pour la première fois un plasma d'hydrogène à 27 millions de degrés Fahrenheit (15 millions de degrés Celsius) dans un nouveau réacteur - plus chaud que le cœur du soleil.
Tokamak Energy, basé au Royaume-Uni, affirme que le test plasma est une étape importante dans sa quête pour être le premier au monde à produire de l'électricité commerciale à partir de l'énergie de fusion, peut-être d'ici 2030.
La société, qui porte le nom de la chambre à vide qui contient la réaction de fusion à l'intérieur de puissants champs magnétiques, a annoncé la création du plasma superhot dans son réacteur de fusion expérimental ST40 début juin..
Le test réussi - la température de plasma la plus élevée atteinte à ce jour par Tokamak Energy - signifie que le réacteur sera désormais préparé l'année prochaine pour un test d'un plasma encore plus chaud, de plus de 180 millions de degrés F (100 millions de degrés C)..
Cela placera le réacteur ST40 aux températures de fonctionnement nécessaires à la fusion nucléaire contrôlée; la société prévoit de construire un autre réacteur d'ici 2025 qui produira plusieurs mégawatts d'énergie de fusion.
«C'était vraiment excitant», a déclaré le co-fondateur de Tokamak Energy, David Kingham. "C'était très bien de voir les données arriver et de pouvoir obtenir les plasmas à haute température - probablement au-delà de ce que nous espérions." [Science Fact ou Fiction? La plausibilité de 10 concepts de science-fiction]
Tokamak Energy est l'une des nombreuses entreprises à financement privé à la course pour créer un réacteur à fusion fonctionnel capable de fournir de l'électricité au réseau, peut-être des années avant le milieu des années 2040, lorsque le projet de réacteur à fusion ITER en France devrait même atteindre son "premier plasma". "
Il faudra peut-être une autre décennie plus tard avant que le réacteur expérimental ITER ne soit prêt à créer une fusion nucléaire soutenue - et même dans ce cas, la réaction ne sera pas utilisée pour générer de l'électricité..
Étoile dans un bocal
La fusion nucléaire de l'hydrogène en l'hélium élément plus lourd est la principale réaction nucléaire qui maintient notre soleil et les autres étoiles en feu pendant des milliards d'années - c'est pourquoi un réacteur à fusion est parfois assimilé à une «étoile dans un pot».
La fusion nucléaire a également lieu à l'intérieur de puissantes armes thermonucléaires, également appelées bombes à hydrogène, où l'hydrogène est chauffé à des températures de fusion par des dispositifs à fission au plutonium, entraînant une explosion des centaines ou des milliers de fois plus puissante qu'une bombe à fission..
Les projets de fusion contrôlée liés à la Terre comme ITER et les réacteurs Tokamak Energy fusionneront également de l'hydrogène, mais à des températures et des pressions beaucoup plus élevées que celles existant à l'intérieur du soleil.
Les partisans de la fusion nucléaire affirment qu'elle pourrait rendre obsolètes de nombreux autres types de production d'électricité, en produisant de grandes quantités d'électricité à partir de quantités relativement petites d'isotopes d'hydrogène lourds, le deutérium et le tritium, qui sont relativement abondants dans l'eau de mer ordinaire..
"Cinquante kilogrammes [110 livres] de tritium et 33 kilogrammes [73 livres] de deutérium produiraient un gigawatt d'électricité pendant un an", tandis que la quantité d'hydrogène lourd dans le réacteur à un moment donné ne serait que de quelques grammes, dit Kingham.
C'est assez d'énergie pour alimenter plus de 700000 foyers américains moyens, selon les chiffres de la US Energy Information Administration..
Les centrales à fission nucléaires existantes produisent de l'électricité sans produire d'émissions de gaz à effet de serre, mais elles sont alimentées par des éléments lourds radioactifs comme l'uranium et le plutonium, et créent des déchets hautement radioactifs qui doivent être soigneusement manipulés et stockés. [5 choses de tous les jours qui sont radioactives]
En théorie, les réacteurs à fusion pourraient produire beaucoup moins de déchets radioactifs que les réacteurs à fission, tandis que leurs besoins en combustible relativement faibles signifient que des fusions nucléaires comme la catastrophe de Tchernobyl ou l'accident de Fukushima seraient impossibles, selon le projet ITER..
Cependant, le chercheur vétéran en fusion Daniel Jassby, qui était autrefois physicien au laboratoire de physique des plasmas de Princeton, a averti qu'ITER et d'autres réacteurs de fusion proposés créeraient toujours des quantités importantes de déchets radioactifs..
Route vers la fusion nucléaire
Le réacteur ST40 et les futurs réacteurs prévus par Tokamak Energy utilisent une conception de tokamak sphérique compacte, avec une chambre à vide presque ronde au lieu de la forme de beignet plus large utilisée dans le réacteur ITER, a déclaré Kingham..
Une avancée critique a été l'utilisation d'aimants supraconducteurs à haute température pour créer les puissants champs magnétiques nécessaires pour empêcher le plasma super chaud d'endommager les parois du réacteur, a-t-il déclaré..
Les électroaimants de 7 pieds de haut (2,1 mètres) autour du réacteur Tokamak Energy ont été refroidis à l'hélium liquide pour fonctionner à moins 423,67 degrés F (moins 253,15 degrés C).
L'utilisation de matériaux magnétiques avancés a donné au réacteur Tokamak Energy un avantage significatif par rapport à la conception du réacteur ITER, qui utiliserait des électroaimants gourmands en énergie refroidis à quelques degrés au-dessus du zéro absolu, a déclaré Kingham..
D'autres projets de fusion financés par des investissements comprennent des réacteurs en cours de développement, General Fusion, basé en Colombie-Britannique et TAE Technologies, basé en Californie..
Une société basée à Washington, Agni Energy, a également signalé un succès expérimental précoce avec une approche encore différente de la fusion nucléaire contrôlée, appelée "fusion faisceau-cible", a rapporté plus tôt cette semaine..
L'un des projets de fusion à financement privé les plus avancés est le réacteur à fusion compact développé par le géant américain de la défense et de l'aérospatiale Lockheed Martin dans sa division d'ingénierie Skunk Works en Californie..
La société affirme qu'un réacteur à fusion de 100 mégawatts, capable d'alimenter 100000 foyers, pourrait être suffisamment petit pour être monté sur une remorque de camion et être conduit là où il est nécessaire..
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