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Les installations de fusion compactes pourraient être la réponse à une énergie illimitée

Les installations de fusion compactes pourraient être la réponse à une énergie illimitée

Trouver un moyen de développer une énergie illimitée bon marché est l'objectif de nombreux scientifiques du monde entier. Pour le moment, le meilleur pari pour y arriver est via une installation de fusion de tokamak qui récolterait les réactions de fusion qui alimentent le soleil et les étoiles.

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Mais est-ce vraiment faisable et comment ces installations peuvent-elles être produites plus rapidement et à moindre coût pour fournir une énergie pratiquement illimitée?

Le physicien Jon Menard du Laboratoire de physique des plasmas (PPPL) de Princeton du Département américain de l'énergie (DOE) a examiné ces questions et examiné le concept d'un tokamak compact équipé d'aimants supraconducteurs à haute température (HTS).

Les États-Unis devraient construire une installation compacte

Des aimants comme ceux-ci peuvent produire des champs magnétiques plus élevés nécessaires pour produire et entretenir des réactions de fusion qui sont impossibles dans une installation de fusion de tokamak compacte. Les travaux de Ménard sont publiés dans Philosophical Transactions of the Royal Society A.

"C'est le premier article qui documente quantitativement comment les nouveaux supraconducteurs peuvent interagir avec la haute pression que les tokamaks compacts produisent pour influencer la façon dont les tokamaks seront optimisés à l'avenir", a déclaré Menard.

«Ce que nous avons essayé de développer, ce sont des modèles simples qui capturent des aspects importants d'une conception intégrée.

Les recherches de Ménard ont déjà eu une influence significative sur le secteur. Le directeur du laboratoire de physique du plasma de Princeton, Steve Cowley, a observé que les travaux de Menards ont influencé le récent rapport des National Academies of Sciences qui appelait au développement d'une usine pilote de fusion compacte pour produire de l'électricité au coût le plus bas possible.

Les avantages et les limites commencent à être compris

Cowley a poursuivi en disant que les recherches récentes ont fourni les aspects techniques essentiels requis pour des tokamaks beaucoup plus petits utilisant des aimants à haute température. Les tokamaks compacts diffèrent de leurs installations plus élaborées en ayant un appareil en forme de pomme évidé plutôt que le tokamak en forme de beignet typique.

Ils peuvent produire des plasmas à haute pression qui sont essentiels pour les réactions de fusion avec des champs magnétiques relativement faibles et rentables. Ces réactions fusionnent des éléments légers sous forme de plasma pour libérer de l'énergie. Essentiellement, les scientifiques visent à créer une étoile sur Terre pour produire de l'électricité pour tout, des maisons à l'industrie.

L'énergie de fusion pourrait durer des millions d'années sans aucune émission de gaz à effet de serre. L'article récent de Mirandes est une extension de ses travaux antérieurs. Le dernier article explique en détail les sacrifices qu'aurait opter pour un design compact avec des aimants HTS.

«Nous sommes conscients qu'il n'y a pas une seule innovation sur laquelle on peut compter pour conduire à une percée en vue de rendre les appareils plus compacts ou plus économiques», a déclaré Menard.

«Vous devez examiner un système intégré complet pour savoir si vous tirez parti de champs magnétiques plus élevés». Il y a beaucoup à apprendre et à expérimenter dans ce domaine de recherche.

Le travail de Ménard est une étape importante pour faire évoluer le monde vers une utilisation réaliste de l'énergie de fusion. Le physicien reconnaît qu'il y a des années de travail devant lui et d'autres avant qu'un modèle de travail puisse être développé, mais il est essentiel de continuer à avancer.

"La fusion doit devenir plus attrayante", a déclaré Menard, "il est donc important d'évaluer les avantages de rapports d'aspect inférieurs et quels sont les compromis."


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