Des chercheurs travaillant sur le projet chinois de "soleil artificiel" ont découvert un mode de fonctionnement du plasma inédit qui pourrait conduire à une génération plus stable et plus efficace d'énergie de fusion nucléaire.
Cette découverte pourrait aider les futures expériences de fusion à créer une source d'énergie sûre, propre et presque illimitée pour l'humanité.
Le "super I-mode" a été découvert pour la première fois dans le réacteur Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) de Hefei lors d'une opération record de 17 minutes en décembre 2021. Les résultats, après une vérification approfondie par des experts, ont été publiés samedi dans la revue internationale Les avancées scientifiques.
L'opération – qui a utilisé des champs magnétiques pour chauffer le gaz chargé de plasma composé d'électrons libres et d'ions hydrogène à 70 millions de degrés Celsius – a permis d'obtenir un confinement à haute énergie à la fois au plus profond du plasma et de ses marges, a écrit l'équipe. à l'Institut de physique des plasmas de l'Académie chinoise des sciences et des collaborateurs des États-Unis, d'Europe et du Japon, entre autres.
D'autres expériences ont montré que le nouveau mode "a un grand potentiel" d'application dans le réacteur thermonucléaire expérimental international (ITER), le plus grand réacteur de fusion au monde actuellement en construction en France.
"Il s'agit d'une réalisation majeure pour ITER et pour la fusion", a déclaré le physicien Richard Pitts, qui dirige les expériences et les opérations plasma à ITER.
« L'importance des expériences EAST est qu'elles ont démontré, pour la première fois, que les plasmas de tokamak… peuvent être soutenus et contrôlés pendant de très longues impulsions – plus de 1 000 secondes, ce qui est similaire aux longues impulsions qu'ITER vise à atteindre. terme », a ajouté Pitts.
Il y a toutes sortes de problèmes associés au fonctionnement avec de très longues impulsions, et il est très réconfortant pour nous chez ITER de voir que cela a été réalisé, bien que sur un appareil beaucoup plus petit."
L'un des principaux avantages du mode super I était la capacité de réduire les pertes d'énergie au bord du plasma, où le gaz super chaud était directement devant le bouclier thermique du tokamak, a déclaré Song Yuntao, co-auteur de l'étude. "Si nous comparons les réactions de fusion nucléaire aux coups de foudre, notre objectif est de collecter autant de coups de foudre que possible dans une cage magnétique et d'exporter l'énergie pour l'usage humain de manière stable et durable", a déclaré Song à l'agence de presse chinoise samedi. état Xinhua. "Le nouveau mode de fonctionnement découvert sur EAST nous permet de collecter plus de coups de foudre sans endommager la cage magnétique, en maintenant un fonctionnement stable pendant longtemps."
Les tokamaks comme EAST et ITER représentent l'une des voies les plus prometteuses vers la fusion nucléaire contrôlée. Cependant, comment créer un plasma haute performance et le confiner suffisamment longtemps pour que les hydrogènes se combinent pour produire de l'énergie nette – de la même manière que notre soleil émet de la lumière et de la chaleur – reste un défi.
En réalité, les scientifiques de la fusion utilisent des paramètres de fonctionnement tels que la température et l'énergie – appelés "modes" – pour surveiller l'état du plasma, a déclaré le Dr Liu Zhihong de l'Institut Hefei de physique des plasmas.
La plupart des tokamaks actuels, y compris EAST, fonctionnent en mode H, ou mode à haut confinement. Découvert pour la première fois sur un tokamak en Allemagne en 1982, le mode H est au moins 100 fois plus efficace pour confiner le plasma que le mode précédent à faible confinement et a rendu possibles de grands réacteurs comme ITER.
Cependant, l'un des inconvénients majeurs du fonctionnement en mode H est la possibilité de provoquer une libération rapide d'énergie au bord du plasma et d'endommager les matériaux environnants.
Ces dernières années, les scientifiques ont étudié le mode I – ou mode de confinement amélioré – dans lequel l'énergie de fusion est libérée par un processus plus continu pour éviter d'endommager les surfaces.
L'équipe EAST a été surprise de constater que par rapport au mode I, leur nouveau mode améliorait considérablement le confinement de l'énergie à la fois dans le noyau et le bord du plasma, ils l'ont donc appelé super mode I, a déclaré Liu.
Il n'est pas clair si ITER peut fonctionner en mode super I, car ce mode n'a été vu qu'à l'EST, a noté Pitts. Cependant, ITER prévoit de fonctionner dans des "scénarios avancés" similaires à ceux des expériences EAST.
Ces scénarios avancés permettent de très longues durées de vie du plasma allant jusqu'à 3 000 secondes sur ITER. Il s'agira donc d'implémenter le mode I également sur ITER, qui doit être partiellement révisé même s'il n'est même pas encore terminé.
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L'article La Chine annonce de nouvelles découvertes dans le domaine de la fusion nucléaire provient de Scenari Economics .
Cet article est une traduction automatique de la langue italienne d’un article publié sur le site Scenari Economici à l’URL https://scenarieconomici.it/la-cina-annuncia-nuove-scoperte-nella-fusione-nucleare/ le Wed, 11 Jan 2023 21:49:41 +0000.