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Un réacteur à fusion fonctionnel
C'est une vieille blague que de nombreux scientifiques de la fusion se sont lassés d'entendre : la puissance de fusion nucléaire pratique n'est que dans 30 ans - et le sera toujours.
Mais maintenant, ce n'est peut-être plus vrai. De nouvelles avancées dans la technologie des aimants ont permis aux chercheurs du MIT de proposer une nouvelle conception pour un réacteur de fusion tokamak compact et pratique - et c'est une conception qui pourrait être réalisée en aussi peu qu'une décennie, disent-ils.
Le nouveau réacteur utilise des bobines d'oxyde de cuivre et de baryum de terre rare, un supraconducteur disponible dans le commerce, pour générer un champ magnétique extrêmement puissant. L'introduction de ce matériau ne fait que se répercuter sur l'ensemble de la conception, déclare Dennis Whyte, professeur de sciences et d'ingénierie nucléaires et directeur du Plasma Science and Fusion Center du MIT. Ça change tout.
Le champ magnétique plus fort permet de confiner le plasma surchauffé - le gaz électriquement chargé qui alimente la réaction de fusion - dans un dispositif beaucoup plus petit que ceux précédemment envisagés. La réduction de la taille, à son tour, rend l'ensemble du système moins coûteux et plus rapide à construire. Le concept de réacteur, qui utilise une géométrie de tokamak (en forme de beignet) largement étudiée, a été développé par Whyte, le doctorant Brandon Sorbom et plusieurs autres étudiants. Leur concept est né dans un cours de design enseigné par Whyte et s'est poursuivi comme un projet dirigé par des étudiants après la fin du cours.
Le nouveau réacteur est conçu pour la recherche fondamentale sur la fusion et également comme un prototype potentiel de centrale électrique qui pourrait produire une puissance significative. Le champ magnétique beaucoup plus élevé vous permet d'atteindre des performances beaucoup plus élevées, explique Sorbom.
Les réacteurs à fusion, qui reposent sur la même réaction nucléaire qui alimente le soleil, forcent des paires d'atomes d'hydrogène à former de l'hélium, qui libère d'énormes quantités d'énergie. La partie la plus difficile de la conception d'un réacteur fonctionnel a été de confiner le plasma tout en le chauffant à des températures plus élevées que le cœur des étoiles. C'est là que les champs magnétiques sont critiques : ils emprisonnent efficacement la chaleur et les particules au centre chaud de l'appareil.
Les nouveaux supraconducteurs permettent d'augmenter la puissance produite d'environ un facteur 10 par rapport à la technologie supraconductrice standard, explique Sorbom. À l'heure actuelle, ajoute-t-il, le réacteur devrait être capable de produire environ trois fois plus d'électricité qu'il n'en faut pour le faire fonctionner. La conception pourrait probablement être améliorée pour augmenter cette proportion à environ cinq ou six fois, dit-il, ce qui produirait suffisamment d'électricité pour environ 100 000 personnes. Jusqu'à présent, aucun réacteur à fusion n'a produit autant d'énergie qu'il n'en consomme.