Après plus de cinq décennies de recherche, une étape importante vers l’exploitation de l’énergie de fusion est attendue d’ici un an ou deux. Cette étape, connue sous le nom « d’allumage de la fusion« , devrait avoir lieu sur un site expérimental construit à cet effet en Californie.

Connu comme le National Ignition Facility, ou NIF, il a commencé ses premières expériences l’automne dernier.

Les chercheurs du MIT Plasma Science and Fusion Center (PSFC) ont joué un rôle important dans cet événement déterminant. En un mot, ils ont compris comment utiliser une seconde réaction de fusion comme une sorte de rétro-éclairage qui leur permet de voir ce qui se passe dans la réaction primaire.

En clair, la fusion, qu’on pourrait en gros décrire comme la réunion de deux petits atomes en un seul, est la source d’une énergie prodigieuse, celle du soleil.

Elle est considérée par beaucoup comme une solution potentielle à long terme aux besoins énergétiques de la planète en fournissant de grandes quantités d’énergie sans aucune émission de gaz à effet de serre. Mais la maîtrise de cette technique reste un rêve très lointain, à l’horizon 2050, voire 2100.

Atteindre l’allumage serait une étape importante, qui fait l’objet de nombreuses recherches. Un problème cependant : les réactions réelles devraient avoir lieu dans une capsule de 2 mm de diamètre dont la température et la pression, quand il implose au quarantième de son diamètre initial, sont supérieures à celles du même soleil. Pas vraiment le meilleur endroit pour prendre des photos ou faire les mesures qui permettrent de peaufiner le système pour atteindre les résultats souhaités.

Une équipe du MIT a développé la méthode de rétro-éclairage de fusion, qui a été décrite dans un article de la revue Science en 2008. L’équipe signale maintenant dans un nouvel article qu’elle a mis sa théorie en pratique dans une installation d’essai de l’Université de Rochester, et qu’elle peut maintenant apprendre des détails importants sur la nature des champs électriques et magnétiques qui se baladent dans cette petite capsule, et autour. Des informations quasiment impossibles à obtenir avant.

La «bougie» de la fusion

NIF utilise une approche , dans laquelle la petite capsule de combustible à hydrogène lourd est centrée à l’intérieur d’une cavité bombardée par des faisceaux laser qui chauffent la capsule jusqu’à son implosion. L’allumage, l’objectif de la NFI, est le moment pendant lequel l’énergie libérée par certains atomes de fusion situés dans le centre de la capsule fournit l’allumage qui entraîne les autres atomes dans une réaction en chaîne .

Mais pour en arriver là, il est important de développer des outils de diagnostic pour révéler ce qui se passe réellement à l’intérieur de l’implosion, où les températures atteignent 200 millions de degrés,et la pression peut atteindre un billon de fois la pression atmosphérique. Pour que l’allumage se fasse, la capsule de deutérium et de tritium – deux formes lourdes de l’hydrogène – doivent être presque parfaitement sphériques, presque parfaitement placées au centre de la cavité, et doivent imploser d’une manière presque parfaitement symétrique.

L’allumage est l’un des problèmes les plus difficiles de toute la science, il faudra selon le MIT de nombreux mois pour l’atteindre. Mais quand ce moment arrivera, la fusion aura fait un pas de géant. Non seulement elle pourrait être une étape importante vers la mise en pratique de la fusion, mais elle permettra également de mieux comprendre comment les étoiles fonctionnent.

Crédits photo : http://shanemackey.com

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