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Pour la première fois, un réacteur à fusion nucléaire a produit plus d’énergie qu’il n’en a consommée

C’est une prouesse qui marquera à jamais l’histoire de la physique nucléaire. Des chercheurs ont réussi à mettre au point un réacteur à fusion expérimental capable de produire plus d’énergie que le combustible absorbé.

S’ils atteignent leur plein potentiel, les réacteurs à fusion nucléaire pourraient un jour se substituer aux sources d’énergie électrique conventionnelles. Ce qui est d’autant plus intéressant, c’est le fait que l’électricité produite à partir de telles infrastructures est propre, en plus de promettre d’exister dans une quantité quasi illimitée.

Une étape importante vient justement d’être franchie dans ce domaine. En août, un nouvel exploit a été réalisé. Nous le devons à une équipe de physiciens de la National Ignition Facility (NIF) au sein du Lawrence Livermore National Laboratory. Pour la première fois dans l’histoire de la physique nucléaire, les chercheurs sont parvenus à déclencher une réaction de fusion libérant plus d’énergie que la quantité de combustible utilisé pour le processus.

Des rayons X générés par des lasers de haute puissance

À noter que les expériences menées par les chercheurs de la NIF reposent sur une technique de fusion dite par confinement inertiel. Celle-ci met en œuvre une petite capsule millimétrique dans laquelle se trouve un mélange de deutérium et de tritium. L’ensemble est chauffé dans un compartiment en or appelé hohlraum.

Ce dernier fait à peu près la taille d’une gomme à crayon. Pour transformer la capsule en plasma, les chercheurs ont eu recours à des rayons X générés par une centaine de faisceaux lasers de haute puissance. Se comportant à la manière d’une étoile qui s’effondre, le plasma atteint des températures supérieures à 100 millions de °C et des pressions 100 milliards de fois plus élevées que celles ressenties naturellement sur Terre.

Jusqu’à 25 fois plus d’énergie

Jusqu’en août dernier, aucune installation n’avait atteint la phase de « l’allumage », seuil au-dessus duquel une réaction de fusion produit plus d’énergie qu’elle n’en consomme, et ce, de manière autonome. Concrètement, les physiciens du Lawrence Livermore National Laboratory ont réussi à produire une énergie record de 1,3 mégajoule, soit environ huit fois plus d’énergie que le précédent record et 25 fois plus que lors des expériences menées il y a environ trois ans. L’expérience a certes généré moins que les 1,9 mégajoule fournis par les 192 faisceaux lasers utilisés, mais cette réalisation reste un exploit dans la mesure où le dispositif a absorbé environ cinq fois moins d’énergie qu’elle n’en a fournie lors du processus de fusion.

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De multiples améliorations

Ce qui importe maintenant, c’est de savoir comment les chercheurs sont parvenus à obtenir une forte augmentation de l’énergie produite. Selon leurs explications, le secret résidait dans l’utilisation d’une capsule beaucoup plus efficace que les modèles précédents. Ils ont aussi eu recours à un tube plus étroit pour placer les isotopes deutérium-tritium dans la chambre de combustion. À cela s’ajoutaient des modifications visant à réduire le temps d’implosion de la coque de la capsule.

On est encore loin de pouvoir utiliser le concept pour produire de l’électricité destinée à alimenter les foyers, mais cette dernière avancée reste un pas à ne pas négliger. « Réaliser l’allumage dans un laboratoire reste l’un des grands défis scientifiques de cette époque et ce résultat est un pas en avant important vers la réalisation de cet objectif », a déclaré le physicien Johan Frenje du Plasma Science and Fusion Center du MIT.

Source
sciencealert.com

Marc Odilon

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