Posté par Adrien le Jeudi 29/09/2022 à 09:00

Un réacteur à fusion nucléaire pendant 30 secondes

Sommes nous finalement en route vers la maîtrise de la fusion nucléaire ? Annoncée depuis 50 ans, mais toujours reléguée à 50 ans dans le futur, elle vient de franchir un nouveau cap en Corée du Sud.

Le projet sud-coréen KSTAR

La fusion nucléaire, c’est le fonctionnement de base de notre Soleil. Au contraire de la fission, qui alimente les centrales nucléaires, la fusion a l’avantage de ne pas créer de déchets, mais le désavantage de nécessiter des conditions très difficiles à reproduire en-dehors de notre étoile: la rencontre des noyaux de deutérium et de tritium, qui "fusionnent" en noyaux d’hélium, nécessite une température d’au moins 100 millions de degrés. Il se crée alors un plasma, un état de la matière dont la densité doit être suffisante et durable -afin que d’autres noyaux d’atomes se rencontrent et fusionnent en continu. En théorie, on obtient alors une source d’énergie peu coûteuse et inépuisable.

Certes, des centrales expérimentales ayant réalisé de la fusion nucléaire -sous le nom de Tokamak- il en existe depuis les années 1960. Mais longtemps, chacune de ces expériences se mesurait en fractions de secondes. En 2019, le réacteur expérimental sud-coréen KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) avait atteint un nouveau record avec 8 secondes. Il était passé à 20 secondes en 2020. Avec à présent 30 secondes à cette température d’au moins 100 millions de degrés Celsius, il se confirme que le problème passe de plus en plus des mains des physiciens à celles des ingénieurs: comment soutenir cette activité pour en faire une source d’énergie durable ?

Des durées plus longues ont été atteintes ailleurs dans le monde, mais pas dans un mode dit de haut confinement comme ici: étape préalable indispensable à un éventuel réacteur capable de travailler en continu.

C’est que la difficulté ne consiste pas seulement à chauffer le plasma, mais à le confiner afin qu’il n’entre pas en contact avec les parois du réacteur. Des champs magnétiques jouent ce rôle, mais leur contrôle reste, aujourd’hui encore, un gros défi. Le réacteur ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), une collaboration internationale en cours de construction dans le sud de la France et qui doit en théorie créer ses premiers plasmas en 2027, marchera dans les pas de KSTAR: tenter d’en arriver à un équilibre entre température et champs magnétiques, équilibre qui assure la stabilité du processus et, du coup, permet une production d’électricité.

Les nouveaux résultats, détaillés par les chercheurs sud-coréens dans un article publié le 7 septembre par la revue Nature, laissent croire que leur approche, consistant à obtenir une densité de plasma plus faible, permet de soutenir une réaction plus longtemps. Reste qu’on ne parle que de 30 secondes, et que la cible finale, si elle doit être atteinte, est toujours située à des décennies dans le futur, et non des années...
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