Le réacteur nucléaire vise une fusion autonome

Dans quelques années, un réacteur expérimental de fusion nucléaire près de Moscou pourrait être le premier à produire une réaction de fusion autonome. Si le projet italo-russe réussit, ce serait une étape clé pour l'énergie de fusion.

Puissance de fusion : Partie d'une chambre à plasma d'un prototype antérieur du réacteur à fusion prévu.

Le réacteur proposé est basé sur une conception développée par Bruno Coppi , professeur de physique au MIT et chercheur principal sur le projet de réacteur avec l'Agence nationale italienne pour les nouvelles technologies, l'énergie et l'environnement. Trois réacteurs similaires basés sur la même conception ont déjà été construits au MIT. Les physiciens italiens et russes prévoient de se rencontrer le 24 mai pour tracer la voie du nouveau réacteur, appelé allumeur , lors de la première réunion de ce type depuis que les deux pays ont convenu d'unir leurs forces sur le projet en avril.

Ignitor est un réacteur tokamak, un dispositif en forme de beignet qui utilise de puissants champs magnétiques pour produire une fusion en comprimant le plasma surchauffé d'isotopes d'hydrogène. Lorsqu'un courant électrique et des ondes radio à haute fréquence traversent le plasma, le chauffant à des températures extrêmes, le champ électromagnétique environnant confine le plasma sous haute pression. La pression et la chaleur combinées font fusionner les noyaux d'hydrogène pour former de l'hélium dans un processus qui libère d'énormes quantités de chaleur. Dans un réacteur à fusion entièrement fonctionnel, cette chaleur serait utilisée pour alimenter une turbine de production d'électricité.

Un réacteur à fusion tokamak beaucoup plus grand et beaucoup plus complexe, le Réacteur expérimental thermonucléaire international (ITER)-est prévu pour la construction à Saint-Paul-lez-Durance, France. ITER, qui sera achevé en 2019 et prêt pour des tests à grande échelle en 2026, sera plus proche d'un générateur de fusion fonctionnel mais ne produira pas de réaction de fusion autonome. Ignitor sera un sixième de la taille d'ITER et testera les conditions nécessaires pour produire une réaction auto-entretenue.

Ignitor nous donnera un aperçu rapide du comportement du plasma brûlant, et cela pourrait nous éclairer sur la façon dont nous procédons avec ITER et d'autres réacteurs, selon Roscoe Blanc , chercheur distingué au Princeton Plasma Physics Laboratory.

Mais Ignitor ne testera qu'un aspect clé de la fusion. Il nous donnera des informations importantes, mais il ne nous donnera pas toutes les informations dont nous avons besoin et ne remplacera certainement pas ITER, Steven Cowley , directeur du Culham Center for Fusion Energy dans l'Oxfordshire, au Royaume-Uni. C'est une démonstration que vous pouvez créer un allumage, mais ce n'est pas vraiment une voie vers un réacteur.

Contrairement à ITER, Ignitor n'inclut pas la plupart des composants dont un vrai réacteur aurait besoin. Par exemple, une pièce manquante cruciale est la couverture du surgénérateur, qui contient du lithium et se trouve à l'intérieur des bobines magnétiques du réacteur, fournissant un approvisionnement continu en tritium - l'un des deux isotopes fusionnés dans la réaction. La conception d'Ignitor est si compacte qu'il n'y a pas de place pour une couverture de test à l'intérieur de ses bobines.

Une autre limitation d'Ignitor est le fait que son champ électromagnétique élevé provoque une réduction significative de la conductivité de la plupart des matériaux supraconducteurs. Pour contourner ce problème, Ignitor s'appuie principalement sur des bobines de cuivre conventionnelles pour créer son champ magnétique. Mais ces bobines ne peuvent fonctionner que pendant de courtes périodes avant de surchauffer. En conséquence, Ignitor ne peut maintenir l'allumage que pendant des rafales de quatre secondes. ITER, qui repose sur des bobines supraconductrices et utilise également un volume de plasma nettement plus important, est conçu pour maintenir sa puissance maximale pendant 400 secondes.

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