La fusion nucléaire est un problème scientifique incroyablement complexe que les chercheurs abordent sous toutes sortes d'angles, mais la société américaine Zap Energy commence à faire la une des journaux grâce à l'une des approches les moins connues. La startup basée à Seattle a franchi une étape importante pour sa technologie de fusion « Z-pinch » et travaille maintenant à en faire une réalité commerciale grâce à des réacteurs modulaires de la taille d'un garage.
La recherche sur la fusion nucléaire vise à recréer le processus qui se produit à l'intérieur du Soleil, où une chaleur et une pression intenses se combinent pour créer un plasma dans lequel les noyaux atomiques fusionnent pour libérer de l'énergie. Une grande partie des efforts dans ce domaine se concentre sur la suspension de ces flux de plasma à l'intérieur de réacteurs en forme de beignet ou à anneau torsadé, en utilisant des champs magnétiques incroyablement complexes, et ce sera le nom du jeu dans ITER, le plus grand réacteur à fusion nucléaire du monde qui entrera en vigueur au cours de cette décennie.
Z-pinch présente un chemin très différent, mais qui peut finalement s'avérer moins cher et plus efficace. En fait, au lieu de réseaux complexes de bobines magnétiques coûteuses et de matériaux de blindage coûteux pour les protéger, les systèmes Z-pinch reposent sur un champ électromagnétique généré dans le plasma lui-même. Ce champ enferme le plasma dans une colonne relativement courte et le "pince" jusqu'à ce qu'il devienne suffisamment chaud et dense pour permettre la fusion nucléaire.
En 2019, nous avons examiné les travaux d'un groupe de scientifiques de l'Université de Washington qui ont trouvé une solution aux problèmes d'instabilité qui tourmentent la technologie Z-pinch depuis sa création dans les années 1950. En utilisant ce que l'on appelle en dynamique des fluides le flux axial coupé, l'équipe a démontré un moyen de lisser les flux de plasma pour éviter le gonflement et les distorsions qui les ont historiquement provoqués.
Pendant ce temps, l'un des auteurs de cette étude, Uri Shumlak, a cherché à tirer parti de cette technique de flux de coupe axiale pour faire de la technologie de fusion Z-pinch une réalité, après avoir cofondé Zap Energy en 2017. La semaine dernière, la société a franchi une étape importante dans son voyage, créant les premiers flux de plasma à l'intérieur de son réacteur prototype, appelé FuZE-Q.
"Z-pinch a longtemps été un moyen attrayant de réaliser la fusion nucléaire, mais pendant de nombreuses années, les chercheurs ont considéré les instabilités du plasma Z-pinch comme un défi insurmontable", déclare Shumlak, qui est directeur scientifique de Zap Energy. Nous avons démontré, par des simulations et des expériences, que les flux de cisaillement peuvent stabiliser les plasmas de fusion et que la stabilité devrait être étendue à une échelle commercialement viable. » L'équipe de Zap Energy a fait des progrès rapides depuis que cette technologie est sortie du labo, en grande partie grâce à la croissance récente de l'équipe et des investissements. »
Auparavant, l'équipe avait démontré des plasmas avec un courant électrique de 500 kiloampères (kA), le maximum que ses prototypes de réacteurs précédents pouvaient supporter. Mais plus le courant est élevé, plus le plasma devient chaud et dense, c'est pourquoi la nouvelle génération FuZE-Q a été conçue pour supporter des courants de 650 kA. La modélisation scientifique de l'équipe indique qu'il s'agit du seuil de rentabilité, où l'énergie sortant de l'appareil est supérieure à ce qui est nécessaire pour le faire fonctionner, défini comme Q = 1.
"FuZE-Q est la quatrième génération d'appareils Z-pinch que nous avons construits et est sans doute la plus ambitieuse", a déclaré Brian A. Nelson, directeur de la technologie de Zap Energy. "Nous l'avons conçu pour qu'il soit polyvalent, résilient et réglable à bien des égards, ce qui sera essentiel à mesure que nous passerons à des courants, des températures et des densités plus élevés."
L'équipe de Zap Energy vient de clôturer un cycle de financement de 160 millions de dollars, qui contribuera à commercialiser sa forme d'énergie de fusion. N'ayant pas besoin d'aimants coûteux ou de lasers haute puissance, comme c'est le cas avec d'autres approches, la société prévoit d'y parvenir avec des ballasts produits en série suffisamment petits pour tenir dans un garage. Ces dispositifs modulaires pourraient être utilisés pour alimenter des communautés éloignées ou combinés et mis à l'échelle pour alimenter des villes entières. Un résultat incroyable, surtout si on le compare à l'approche traditionnelle d'ITER qui, pour l'instant, a coûté des milliards et n'a rien donné.
Les nouvelles approches innovantes de la fusion, comme celle d'Oxford, promettent ainsi des solutions beaucoup plus simples que celles suivies jusqu'à présent, basées sur le forçage conenumento.
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L'article Z-Pinch : la start-up qui veut réaliser la fusion nucléaire dans une unité de la taille d'un garage… vient 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/z-pinch-la-start-up-che-vuole-realizzare-la-fusione-nucleare-in-ununita-grande-come-un-garage/ le Sun, 03 Jul 2022 21:23:07 +0000.