La fusion nucléaire n'a plus besoin de millions de degrés : comment fonctionne la nouvelle méthode

La startup australienne HB11 Energy a démontré avec succès une nouvelle technologie. L'un des cofondateurs de l'entreprise,

physicien de formation, a développé un projet surproduire de l’énergie propre à l’aide de lasers de haute puissance et de haute précision. Ils déclenchent des réactions thermonucléaires entre l’hydrogène et le bore 11, plutôt que de chauffer les isotopes de l’hydrogène à des températures de plusieurs centaines de millions de degrés. Il y a deux ans, l'entreprise a déposé une demande de brevet pour cette technologie.

Comment fonctionne la fusion thermonucléaire classique ?

La fusion nucléaire (dans ce cas on parle defusion thermonucléaire) est une réaction de fusion de noyaux atomiques légers en noyaux plus lourds, se produisant à des températures ultra-élevées et accompagnée par la libération d'énormes quantités d'énergie. Une telle réaction est à l'opposé de la fission atomique : dans cette dernière, l'énergie est libérée en raison de la division des noyaux lourds en noyaux plus légers.

Image parOleg Gamulinskiy de Pixabay

Réactions de synthèse -  c'est fondamentalle processus énergétique qui alimente les étoiles, y compris notre Soleil. Là, il est fourni par des atomes d’hydrogène surchauffés à des dizaines de millions de degrés. L’humanité essaie de répéter ce processus ici sur Terre depuis de nombreuses années.

En quoi la nouvelle approche est-elle différente ?

Utilisation de lasers au lieu de thermonucléaireLa fusion a été prédite dès les années 1970. L'auteur de l'idée est le physicien théoricien australien et co-fondateur de HB11 Energy, Heinrich Khor de l'Université de Nouvelle-Galles du Sud. La nouvelle façon de générer de l'énergie propre est radicalement différente de la plupart des autres réactions de fusion, qui nécessitent que les isotopes de l'hydrogène soient chauffés à des millions de degrés.

HB11 adopte une approche différente.Comme élément combustible, il a utilisé beaucoup d'hydrogène et de bore-11, et pour démarrer la réaction de fusion, il a utilisé un complexe ultra-moderne de lasers puissants et de haute précision.

Lors de la première démonstration du concept, la réactionla fusion de l'hydrogène et du bore a produit 10 fois plus de réactions thermonucléaires que prévu. La société affirme que HB11 Energy est désormais « un leader mondial dans la course à la commercialisation du Saint Graal de l’énergie propre ».

Comment ça marche?

L'usine pilote estune sphère métallique, dans la partie centrale de laquelle se trouve une petite pile à combustible. Il existe également des trous spéciaux pour le fonctionnement des systèmes laser. L'un des lasers génère un champ magnétique dont la tâche est de retenir le plasma. Le second est responsable du démarrage d'une réaction thermonucléaire en chaîne.

Représentation schématique de l'installation de travail. Photo : HB11 Énergie

Réactions nucléaires entre protons et noyaux de bore-11(synthèse p-B), qui ont abouti à l'apparition de particules α, ont été initiées dans le plasma. C'était le résultat d'un laser de classe PW visant une cible en nitrure de bore (BN) de 0,2 mm d'épaisseur.

Taux de réaction élevé de synthèse p – B et,Par conséquent, un flux important de particules α a été créé et mesuré en raison du flux de protons accéléré à la surface avant de la cible. Il s'agit de la première expérience confirmant le principe de la synthèse laser.Les particules alpha qui résultent de la réaction créent un courant électrique qui peut être retransmis presque immédiatement au réseau.

Il est à noter que dans les réactions hydrogène-boreon utilise un carburant sûr et courant qui ne crée pas de neutrons dans la réaction primaire. Ils génèrent ainsi des quantités négligeables de déchets à vie courte et peuvent fournir de l’énergie à grande échelle pour le réseau électrique de base ou pour la production d’hydrogène.La conception n'est pas équipée d'un échangeur de chaleur et d'une turbine comme inutile.

Pourquoi

Dans le futur, ces technologies de synthèse remplacerontsources d'énergie traditionnelles. La technologie évolutive aidera à inverser les effets du réchauffement climatique causé par les émissions de gaz à effet de serre.

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