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ITER salue l'avancée décisive du NIF dans le domaine de la fusion
12 déc 2022
Les scientifiques d'ITER ont salué les résultats expérimentaux obtenus par des chercheurs du NIF (National Ignition Facility, Livermore National Laboratory, en Californie), dont les récentes expériences ont atteint le point d'équilibre énergétique (« breakeven ») de l'énergie de fusion. « Lorsque les générations futures se pencheront sur l'histoire de la recherche sur l'énergie de fusion, ce résultat sera certainement considéré comme une avancée majeure », indique Pietro Barabaschi, le directeur général d'ITER. Durant l'expérience du NIF, l'injection de 2,05 mégajoules d'énergie laser a permis de générer 3,15 mégajoules d'énergie de fusion, soit une valeur Q de 1,5.
Le mélange de deutérium-tritium utilisé pour la fusion inertielle se présente sous la forme d'une bille de la taille d'un grain de poivre placé à l'intérieur d'un « hohlraum » cylindrique. De puissants lasers focalisés sur les parois du hohlraum contribuent à créer les conditions requises pour obtenir une réaction de fusion à l'intérieur de la cible. © Lawrence Livermore National Laboratory
Le NIF et ITER mettent en œuvre deux approches de la fusion radicalement différentes. Alors que les tokamaks utilisent le « confinement magnétique » (injection de quelques grammes de deutérium et de tritium (D-T) dans une immense chambre à vide toroïdale), NIF fait appel au « confinement inertiel », avec près de 200 lasers très puissants focalisés sur les parois d'une petite cible métallique (le « hohlraum ») contenant une bille D-T de la taille d'un grain de poivre. Les parois internes du hohlraum réfléchissent les rayons X vers la cible D-T, créant des conditions qui compriment la bille jusqu'à une densité de l'ordre de 1 000 fois celle de l'eau tout en la chauffant à plus de 100 millions de degrés Celsius. Les conditions nécessaires à la réaction de fusion sont alors réunies.
Ces deux approches exigent une extrême technicité : une haute précision, des matériaux avancés et des innovations nombreuses permettant d'exploiter efficacement la chaleur produite par la réaction de fusion. Dans les deux cas, l'objectif est de produire, à partir du combustible de fusion, une quantité d'énergie plus importante que celle qui lui été communiquée pour le chauffer et de démontrer que l'auto entretien de la réaction de fusion dans le mélange gazeux devient plus important que ses pertes de température. C'est ce que le NIF est parvenu à démontrer.
Les succès que le NIF accumule sont très prometteurs. Le meilleur résultat obtenu jusqu'ici, au mois d'août 2021, était de 1,35 mégajoules, soit environ 70% de l'énergie laser injectée, et représentait déjà près de 25 fois la valeur obtenue par le NIF en 2018.
Ces dernières années, les expériences du NIF ont gagné en précision et la valeur Q (rapport entre l'énergie produite et l'énergie injectée) n'a cessé d'augmenter. Les 1,35 mégajoules d'énergie générés lors des expérimentations du mois d'août dernier représentaient environ 70% de l'énergie laser injectée, laissant espérer un gain énergétique net à brève échéance. Cet objectif a été atteint lors de l'expérience dont les résultats viennent d'être annoncés. Autre facteur important à prendre en compte, les parois du hohlraum ne réfléchissent qu'une faible partie (environ 1%) de la puissance injectée par les lasers sur la cible D-T. Ainsi, du point de vue du strict bilan énergétique du plasma, la valeur Q est nettement plus élevée (on atteint l'ignition).
« Nous sommes en train de vivre un des grands moments de l'histoire de l'énergie de fusion, estime le directeur général d'ITER. Les résultats obtenus par le NIF confirment une fois encore le bien-fondé scientifique de la fusion. Nous sommes tous — ici, à ITER, mais également dans l'ensemble de la communauté mondiale de la fusion — confortés dans notre engagement et notre motivation. Nous le sommes d'autant plus que ces résultats interviennent au moment où nous abordons les derniers défis techniques qui nous séparent encore de l'auto entretien des plasmas de fusion. »
Consultez les communiqués de presse du Département de l'Énergie des États-Unis et du Lawrence Livermore National Laboratory.
Ces deux approches exigent une extrême technicité : une haute précision, des matériaux avancés et des innovations nombreuses permettant d'exploiter efficacement la chaleur produite par la réaction de fusion. Dans les deux cas, l'objectif est de produire, à partir du combustible de fusion, une quantité d'énergie plus importante que celle qui lui été communiquée pour le chauffer et de démontrer que l'auto entretien de la réaction de fusion dans le mélange gazeux devient plus important que ses pertes de température. C'est ce que le NIF est parvenu à démontrer.
Les succès que le NIF accumule sont très prometteurs. Le meilleur résultat obtenu jusqu'ici, au mois d'août 2021, était de 1,35 mégajoules, soit environ 70% de l'énergie laser injectée, et représentait déjà près de 25 fois la valeur obtenue par le NIF en 2018.
Ces dernières années, les expériences du NIF ont gagné en précision et la valeur Q (rapport entre l'énergie produite et l'énergie injectée) n'a cessé d'augmenter. Les 1,35 mégajoules d'énergie générés lors des expérimentations du mois d'août dernier représentaient environ 70% de l'énergie laser injectée, laissant espérer un gain énergétique net à brève échéance. Cet objectif a été atteint lors de l'expérience dont les résultats viennent d'être annoncés. Autre facteur important à prendre en compte, les parois du hohlraum ne réfléchissent qu'une faible partie (environ 1%) de la puissance injectée par les lasers sur la cible D-T. Ainsi, du point de vue du strict bilan énergétique du plasma, la valeur Q est nettement plus élevée (on atteint l'ignition).
« Nous sommes en train de vivre un des grands moments de l'histoire de l'énergie de fusion, estime le directeur général d'ITER. Les résultats obtenus par le NIF confirment une fois encore le bien-fondé scientifique de la fusion. Nous sommes tous — ici, à ITER, mais également dans l'ensemble de la communauté mondiale de la fusion — confortés dans notre engagement et notre motivation. Nous le sommes d'autant plus que ces résultats interviennent au moment où nous abordons les derniers défis techniques qui nous séparent encore de l'auto entretien des plasmas de fusion. »
Consultez les communiqués de presse du Département de l'Énergie des États-Unis et du Lawrence Livermore National Laboratory.