Des scientifiques mettent en marche pour la première fois le plus grand réacteur à fusion du monde

Des scientifiques mettent en marche pour la première fois le plus grand réacteur à fusion du monde


Image : MarkoAliaksandr – Dépôtphotos.

Les startups de l’énergie de fusion ont attiré une attention et des investissements considérables ces dernières années. Mais le démarrage du plus grand réacteur à fusion du monde au Japon montre que les projets gouvernementaux à long terme ont toujours l'avantage.

La semaine dernière, Des scientifiques travaillant au réacteur expérimental JT-60SA des Instituts nationaux des sciences et technologies quantiques de la ville de Naka ont réalisé le « premier plasma », selon Science. Cela signifie que la machine a été mise sous tension avec succès, mais qu'elle est encore loin d'avoir fait l'objet de tests significatifs ou de production d'énergie.

Il s’agit néanmoins d’une étape importante pour un réacteur destiné à ouvrir la voie au réacteur ITER, beaucoup plus grand, en cours de construction en France, qui devrait être le premier du genre à générer plus d’énergie qu’il n’en consomme. . Les deux projets font partie d'un accord conclu en 2007 entre le Japon et l'UE pour coopérer dans la recherche sur la fusion, et les enseignements tirés de l'exploitation du JT-60SA guideront le développement d'ITER.

Le réacteur suit une conception bien établie connue sous le nom de tokamak, qui comporte une chambre en forme de beignet entourée d'aimants supraconducteurs en spirale. Ces aimants sont utilisés pour générer de puissants champs magnétiques capables de contenir un nuage extrêmement chaud de gaz ionisé appelé plasma. Dans ce cas, le plasma est constitué d’hydrogène et de son isotope, le deutérium.

Lorsque les températures sont suffisamment élevées, les atomes du plasma fusionnent, générant d’énormes quantités d’énergie sous forme de rayonnement et de chaleur. Cette énergie est absorbée par les parois du réacteur et utilisée pour convertir l'eau en vapeur qui peut entraîner une turbine pour produire de l'électricité.

Le JT-60SA mesure 15,5 m de haut et peut contenir 135 m3 plasma, ce qui en fait le plus grand tokamak construit à ce jour, mais il est encore loin de fonctionner comme une centrale électrique. Comme ses prédécesseurs, la fusion nécessitera beaucoup plus d’énergie que celle générée par la réaction.

Mais c'est censé le faire le nouveau réacteur n'atteindra pas le seuil de rentabilité énergétique. Sa mission est de servir de banc d'essai pour ITER, actuellement en construction à Cadarache (sud de la France), pour étudier la stabilité du plasma et son impact sur la production d'énergie. ITER fera presque le double de la hauteur du JT-60SA et pourra accueillir 830 m3 plasma.

On s'attend à ce qu'une fois en opération, ITER génère 500 MW d'énergie à partir de son plasma et n'en utilise que 50 MW pour le chauffer. Il n’est pas conçu pour produire de l’électricité à partir de cette énergie, mais réaliser ce type de gain énergétique constituerait une étape cruciale sur la voie des usines de fusion commerciales.

Le réacteur JT-60SA devrait atteindre sa pleine puissance dans les deux prochaines années, tandis qu'ITER vise à disposer de son premier plasma en 2025 et à fonctionner à pleine capacité en 2035. Mais les deux projets ont pris des retards importants et ont dû périodiquement mettre à jour leurs calendriers. , qui a contribué à la réputation de l’énergie de fusion en tant que technologie perpétuellement en retard de 20 ans.

Entre-temps, Une nouvelle génération d’entreprises d’énergie de fusion a émergé avec des calendriers beaucoup plus agressifs.. Des entreprises telles que Commonwealth Fusion Systems pensent pouvoir disposer d’une usine de fusion opérationnelle d’ici le début des années 2030, et Helion Energy a signé un accord d’achat d’électricité avec Microsoft pour commencer à fournir de l’électricité dès 2028.

Ces entreprises sont déterminées à dépasser les initiatives gouvernementales les plus lourdes, qui avancent à un rythme lent et régulier depuis des décennies. Il reste à voir si ces objectifs ambitieux se réaliseront, et il convient de rappeler que la seule installation à réaliser à ce jour un gain d'énergie net dans une réaction de fusion est le Laboratoire national Lawrence Livermore.

Les investissements publics et privés dans l’énergie de fusion ne peuvent être que positifs. Plus il y aura de personnes travaillant sur le problème, plus vite il sera résolu.

Via www.science.org

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