La fusion thermonucléaire est-elle un état terriblement incontrôlable ou une source d’énergie prometteuse ? Scientifiques
Les scientifiques aux États-Unis et en Europe ont progressé verscréation d’énergie de fusion nucléaire auto-renouvelable. La fusion nucléaire est ce qui se produit dans le Soleil et dans d’autres étoiles. Au cours de ce processus, deux noyaux atomiques se combinent pour former un seul gros noyau.
L'énergie de fusion pourrait fournir une source d'énergie presque inépuisable pour les générations futures, mais il reste encore beaucoup de travail à faire.
Qu'ont fait les auteurs de la nouvelle étude ?
Les chercheurs ont déclaré qu'en février 2022ils ont reçu 59 mégajoules d'énergie de fusion durable - ils ont reproduit le même processus qui alimente les étoiles, en particulier le Soleil. Le précédent record était d'un peu moins de 22 mégajoules. Il a été installé en 1997.
Ian Chapman, chef de l'Autorité de l'énergie atomiqueRoyaume-Uni, l'a qualifié d'événement historique qui rapproche les chercheurs de la résolution de l'une des plus grandes questions scientifiques : comment créer une énergie infinie grâce à la fusion nucléaire.
« Nous accumulons des connaissances et développons de nouvellestechnologies nécessaires pour créer une source d'énergie de base durable et à faible émission de carbone qui nous aidera à utiliser moins de ressources de la Terre", a déclaré Chapman. "Notre monde a besoin d'énergie de fusion."
Comment s'est passé l'expérience ?
Fin janvier 2022, des chercheurs américainsutilisé le plus grand laser au monde et un combustible à fusion forcée pour chauffer jusqu'à un état de plasma brûlant. C'était une tentative de créer une énergie de fusion nucléaire autonome.
Le plasma est le gaz chauffé où se produisent les réactions de fusion. Ils contiennent des particules chargées qui maintiennent en place de puissants champs magnétiques.
Les scientifiques ont averti que dans cette directiondes années de travail sont nécessaires et le niveau d'énergie atteint jusqu'à présent est faible. À titre de comparaison, 59 mégajoules suffisent pour faire bouillir environ 60 bouilloires d'eau.
Comment fonctionne la fusion nucléaire ?
Les centrales nucléaires utilisent aujourd'hui le nucléairela fission est, en fait, la scission du noyau d'un atome, et la fusion nucléaire est le processus de combinaison de deux noyaux atomiques. Les deux réactions libèrent beaucoup d'énergie, mais la fusion nucléaire produit plus d'énergie et génère peu de déchets nucléaires.
La fusion se produit lorsque deux atomes légersfusionner ou fusionner pour en former un plus lourd. La masse totale du nouvel atome est inférieure à celle des deux qui l'ont formé. La masse manquante est libérée sous forme d'énergie, comme le confirme la célèbre équation d'Albert Einstein : E = mc².
Il existe plusieurs manières de jouerla fusion nucléaire : elles reposent toutes sur des combinaisons atomiques différentes. La plus populaire est la fusion d'un atome de deutérium avec un atome de tritium. Ce processus nécessite une température d'environ 39 millions de °C. En conséquence, 17,6 millions d'électron-volts d'énergie sont produits.
Le deutérium est un composant prometteur car c'est un isotope de l'hydrogène. L'hydrogène est un composant de l'eau et 3,8 litres d'eau peuvent produire autant d'énergie que 1 136 litres d'essence.
Quel est le problème avec la fusion nucléaire ?
L'énergie de fusion nucléaire pourrait devenir presqueune source d'énergie inépuisable pour les générations futures, mais crée également de nombreux défis scientifiques et techniques. Le Soleil a les conditions nécessaires à la fusion nucléaire, ils sont formés grâce à de puissantes forces gravitationnelles. Mais il est beaucoup plus difficile de répéter cela sur Terre.
Combustible de fusion - par exemple, diversisotopes de l'hydrogène - doivent être chauffés à des températures extrêmes : environ 50 millions de °C. Et un tel état doit être maintenu sous forte pression suffisamment longtemps pour que les noyaux fusionnent.
Dans la dernière expérience de fusion nucléaireles scientifiques ont reçu 59 mégajoules d'énergie en 5 secondes. Exprimé en termes de puissance, il ressort à un peu plus de 11 MW en cinq secondes, en moyenne. Le précédent record de 22 mégajoules est de 4,4 MW en 5 secondes.
Tony Donne, responsable du programme du groupe EUROfusion responsable de l'étude, a déclaré que les scientifiques étaient sur la bonne voie.
« Si nous pouvons soutenir la fusion nucléaire pendant cinq secondes, nous pouvons le faire pendant cinq minutes puis cinq heures. Tout cela alors que nous élargissons nos capacités », a déclaré Donn.
Le professeur Donne a dit que la fusion nucléaire pourraitdevenir une source d'énergie propre et durable essentielle à l'avenir. Il présente des avantages clés, tels que l'absence de déchets radioactifs, et les matériaux du réacteur peuvent être recyclés ou réutilisés dans un délai de 100 à 300 ans.
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