Les futures réactions de fusion à l'intérieur des tokamaks pourraient produire beaucoup plus d'énergie qu'on ne le pensait auparavant, grâce à de nouvelles recherches révolutionnaires qui révèlent que la loi fondamentale de ces réacteurs est erronée. La fusion nucléaire est capable de plus !
Une étude menée par des physiciens du Swiss Plasma Center de l'École fédérale polytechnique de Lausanne (EFPL) a révélé que la densité maximale de l'hydrogène carburant est environ le double de la limite de Greenwald, une estimation obtenue à partir d'expériences il y a plus de 30 ans.
La découverte que les réacteurs de fusion peuvent en effet fonctionner à des densités de plasma d'hydrogène bien supérieures à la limite de Greenwald pour laquelle ils sont conçus affectera le fonctionnement de l'énorme tokamak ITER en construction dans le sud de la France et influencera grandement les conceptions des successeurs d'ITER, appelés Demonstration power plant ((DEMO) Thermonuclear Demonstration Power Plant), rapporte le physicien Paolo Ricci du Swiss Plasma Center.
Ricci est l'un des chefs de file du projet de recherche, qui combine des travaux théoriques avec les résultats d'environ un an d'expériences dans trois réacteurs thermonucléaires différents à travers l'Europe - le Tokamak à Configuration Variable (TCV) de l'EPFL, le Joint European Torus (JET) à Culham au Royaume-Uni, et tokamak avec la modernisation d'un divertor axisymétrique (ASDEX) à l'Institute of Plasma Physics nommé d'après Max Planck à Garching en Allemagne.
Les tokamaks en forme de beignet sont l'une des conceptions de réacteurs à fusion les plus prometteuses qui pourraient être utilisées pour produire de l'électricité pour le réseau. Les scientifiques ont travaillé pendant plus de 50 ans pour faire de la fusion contrôlée une réalité, contrairement à la fission nucléaire, qui produit de l'énergie en divisant de gros noyaux atomiques, la fusion nucléaire peut générer encore plus d'énergie en fusionnant de très petits noyaux.
Le processus de fusion produit beaucoup moins de déchets radioactifs que le nucléaire, et l'hydrogène riche en neutrons qu'il utilise comme combustible est relativement facile à obtenir. Le même processus alimente des étoiles comme le Soleil, donc la fusion contrôlée a été comparée à une "étoile dans un bocal", mais comme les très hautes pressions au cœur d'une étoile ne sont pas possibles sur Terre, les réactions de fusion nécessitent ici des températures plus élevées que sur le soleil.
La température à l'intérieur d'un tokamak TCV, par exemple, peut dépasser 120 millions de °C, soit près de 10 fois la température du noyau thermonucléaire du Soleil, qui est d'environ 15 millions de °C.
Plusieurs projets dans le domaine de l'énergie de fusion sont aujourd'hui dans une phase critique, et certains chercheurs pensent que le premier tokamak capable de produire de l'électricité pour le réseau pourrait être opérationnel d'ici 2030. Plus de 30 gouvernements dans le monde financent également le tokamak ITER, qui doit produire son premier plasma expérimental en 2025. Cependant, ITER n'est pas conçu pour produire de l'électricité. Mais les tokamaks basés sur ITER, qui seront appelés réacteurs DEMO, sont déjà en cours de développement et pourraient être opérationnels d'ici 2051.
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