Les physiciens du Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) du Département américain de l'énergie (DOE) ont franchi une étape critique vers la fusion nucléaire en identifiant la source de l'effondrement de l'énergie thermique qui précède les interruptions du processus de fusion et qui peut endommager les usines de fusion de Tokamak, selon à un communiqué de presse de l'institut publié mardi. Ce développement pourrait surmonter l'un des défis les plus critiques auxquels sont confrontées les futures installations de fusion aujourd'hui et à l'avenir.
Les scientifiques ont attribué cet effondrement au désordre tridimensionnel des puissants champs magnétiques du tokamak. "Nous avons proposé une nouvelle façon de comprendre les lignes de champ [désordonnées], qui ont généralement été ignorées ou mal modélisées dans les études précédentes", a déclaré Min-Gu Yoo, chercheur postdoctoral au PPPL et auteur principal de la nouvelle étude. .
Les champs magnétiques sont utilisés dans les usines de fusion comme substitut à la puissante gravité qui entretient les réactions de fusion dans les corps célestes. Cependant, dans les expériences de laboratoire, ces champs sont désordonnés par l'instabilité du plasma, ce qui se traduit par un plasma super chaud qui s'échappe rapidement du confinement. La chaleur qui en résulte peut endommager les parois des usines de fonte. Le problème était que ce type de comportement était jusqu'alors imprévisible, exposant les usines à des accidents dangereux et coûteux :
"En cas de perturbation grave, les lignes de champ deviennent totalement [désordonnées] comme des spaghettis et se connectent rapidement au mur à des longueurs très différentes", a déclaré le physicien chercheur principal Weixing Wang. "Cela amène l'énorme énergie thermique du plasma contre le mur."
Pouvoir prédire le comportement des champs magnétiques permet de rendre le processus de préparation de la fusion moins risqué et, surtout, prévisible, également grâce à la technique traditionnelle de
Des scientifiques du monde entier s'efforcent de capturer et de diriger le processus de fusion atomique sur Terre afin de développer une source d'énergie propre, sans carbone et peut-être inépuisable, capable de générer de l'électricité.
Un obstacle jusqu'alors inconnu était la forme tridimensionnelle, ou topologie, des lignes de champ désordonnées causées par l'instabilité turbulente. Cette topologie est à l'origine de la création de petites « collines » et « creux » dans lesquels certaines particules se retrouvent piégées, tandis que d'autres s'écrasent sur les parois de la machine.
"L'existence de ces collines est responsable de la chute rapide de la température, la soi-disant trempe thermique, car elles permettent à plus de particules de s'échapper de la paroi du tokamak", a déclaré Yoo. « Ce que nous avons montré dans l'article, c'est comment dessiner une bonne carte pour comprendre la topologie des lignes de terrain. Sans collines magnétiques, la plupart des électrons auraient été piégés dans le flux magnétique. et n'aurait pas pu produire la trempe thermique observée dans les expériences ".
La modélisation du plasma va donc accélérer considérablement le processus de concentration du plasma et la possibilité d'obtenir une fusion même avec les technologies de tokamaks les plus répandues.
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L' article de Princeton modélise le plasma et accélère la voie de la fusion nucléaire provient de ScenariEconomici.it .
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/princeton-modella-il-plasma-e-accelera-la-strada-verso-la-fusione-nucleare/ le Sun, 02 Oct 2022 09:41:22 +0000.