Le soleil artificiel, qui pourrait créer une énergie propre presque illimitée, bat un record de plasma

L’objectif des chercheurs d’amener la fusion nucléaire – le processus qui alimente les étoiles – jusqu’à la Terre a été renforcé après que le réacteur Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR) de l’Institut coréen d’énergie de fusion ait maintenu un plasma super chaud dans un champ magnétique pendant 30 secondes. .

Cette réalisation est un pas en avant dans la volonté des scientifiques d’exploiter la fusion qui se produit au cœur du Soleil, puis de la reproduire sur Terre de manière contrôlée.

S’ils réussissent, l’énergie de fusion fournira au monde une source d’énergie sûre, durable, respectueuse de l’environnement et abondante.

La fusion est presque l’inverse de la fission nucléaire (qui alimente les réacteurs nucléaires du monde). Alors que la fission consiste à briser des atomes lourds tels que l’uranium, la fusion consiste à briser ensemble des atomes légers pour produire des atomes plus lourds et de l’énergie.

La fusion est un processus plus propre car il ne crée aucun déchet radioactif et procède avec des matériaux légers et abondants comme l’hydrogène, qui peut être obtenu à partir de l’eau de mer, plutôt que des éléments coûteux et rares, comme l’uranium ou le plutonium.

Théoriquement, un litre d’eau pourrait fournir suffisamment de matière première à la fusion pour produire autant d’énergie que la combustion de 300 litres de pétrole.

Les dispositifs de fusion nucléaire comme KSTAR, connus sous le nom de tokamaks, reproduisent le plasma, un état de la matière créé sous la pression gravitationnelle massive et la chaleur intense d’étoiles comme le Soleil.

Dans ce plasma stellaire ultra-chaud, les atomes d’hydrogène se brisent à grande vitesse, créant des atomes d’hélium. Dans le processus, ces fusions créent de grandes quantités d’énergie rayonnée par les étoiles.

Pour copier cela, les tokamaks, souvent appelés « soleils artificiels », doivent chauffer de l’hélium lourd (deutérium) avec des lasers à des températures pouvant atteindre des millions de degrés Fahrenheit, en le confinant dans de puissants champs magnétiques.

Pour générer de l’énergie de fusion, ces soleils artificiels ont contenu le plasma à ces températures suffisamment longtemps pour que les noyaux atomiques commencent à se briser ensemble.

En 2016, KSTAR a établi un record mondial pour le maintien du plasma chauffé en contenant du plasma chauffé à 90 millions de °F pendant 70 secondes. Ce record a été battu en 2017 par le tokamak supraconducteur expérimental avancé (EAST) de la Chine lorsqu’il a soutenu un plasma de 90 millions de °F pendant 102 secondes et secondes.

Bien que cette température soit plus élevée que celle du Soleil lorsque les processus de fusion se produisent (environ 60 millions de °F), parce que les chercheurs ici sur Terre ne peuvent pas reproduire la pression intense générée par la gravité au cœur d’une étoile sur Terre, les températures dans un le soleil artificiel doit être beaucoup plus grand pour compenser.

Cela signifie chauffer le plasma à au moins 180 millions de °F dans un tokamak pour que les noyaux atomiques se brisent assez rapidement pour lancer la fusion nucléaire.

KSTAR a été le premier appareil à dépasser cette limite, générant ces températures dans le plasma pendant seulement 1,5 seconde en 2018.

L’équipe s’est améliorée sur ce 2019, en maintenant le plasma à cette température pendant huit secondes. KSTAR a encore augmenté la mise à ce sujet en décembre 2020 en générant du plasma à cette température et en le maintenant pendant 20 secondes.

Alors que le nouveau record de KSTAR ne peut pas battre le record de EAST en termes de temps, ce que les chercheurs du projet ont réussi à faire est de chauffer le plasma à cette température importante de 180 millions de °F.

L’équipe KSTAR a également réussi à contraindre ce plasma pendant un temps record de 30 secondes.

L’Institut coréen de l’énergie de fusion cherchera maintenant à améliorer KSTAR pour augmenter le temps pendant lequel il peut maintenir le plasma à une température de 180 millions de °F. L’objectif sera de parvenir à contenir ce plasma super chaud pendant au moins 300 secondes.