Des chercheurs du Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) du Département américain de l'énergie ont trouvé une nouvelle façon de produire de petits aimants puissants pour les réacteurs à fusion. La technologie se caractérise par la simplicité et la fiabilité, ce qui promet de rapprocher l'apparition des réacteurs thermonucléaires commerciaux et d'ouvrir l'accès à une énergie infinie et propre pour l'humanité.
Aujourd'hui, des aimants basés sur la supraconductivité à basse température (rarement en cuivre ordinaire) sont créés pour les réacteurs thermonucléaires de recherche de tous types et également pour le réacteur ITER. Malheureusement, la supraconductivité à basse température limite fortement l'amplitude maximale possible du champ magnétique, ce qui oblige à faire des aimants supraconducteurs très gros, ce qui conduit à une augmentation de la taille des réacteurs thermonucléaires avec toutes les conséquences négatives de l'économie des procédés.
La solution peut être la supraconductivité à haute température, qui permettra de multiplier l'intensité des champs magnétiques et de réduire la taille des aimants eux-mêmes. Moins il y a d'aimants, plus la zone de travail active du réacteur thermonucléaire est compacte. De tels réacteurs sont faciles à entretenir et économiques à exploiter. Un groupe de scientifiques du Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) ainsi que des collègues d'Advanced Conductor Technologies, de l'Université du Colorado à Boulder et du National High Magnetic Field Laboratory de Tallahassee, en Floride, ont travaillé dans cette direction.
Les chercheurs ont développé une technologie pour produire des aimants supraconducteurs compacts avec deux améliorations majeures. Tout d'abord, ils ont sélectionné des matériaux pour créer une conductivité à haute température. Deuxièmement, la technologie de création de bobines d'une forme donnée sans l'utilisation de matériaux isolants a été développée. Le fil supraconducteur sans isolation est simplement placé dans les rainures à la base de la bobine, ce qui facilite considérablement le processus de fabrication des aimants.
"Le coût d'enroulement des bobines est beaucoup plus faible car nous n'avons pas à passer par le processus coûteux et sujet aux erreurs d'imprégnation sous vide avec de la résine époxy", a déclaré le chercheur principal. "Au lieu de cela, vous enroulez le conducteur directement sur la forme à partir de la bobine."
Cette évolution est particulièrement importante pour le développement des soi-disant tokamaks sphériques, qui ressemblent extérieurement à une pomme, et non à un bagel d'un tokamak classique. Pour les tokamaks sphériques, la taille est primordiale. De tels réacteurs peuvent être assez compacts, mais leurs champs magnétiques ont une forme très complexe, ce qui impose des exigences strictes aux aimants. Les aimants compacts peuvent résoudre ces problèmes et, on aimerait espérer que cela arrivera tôt ou tard.
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