Confirmé! L'expérience de fusion laser atteint une étape critique dans la production d'électricité : ScienceAlert

En décembre 2022, des scientifiques de la National Ignition Facility des États-Unis ont annoncé une avancée historique : pour la première fois, une réaction de fusion nucléaire alimentée par laser a atteint le seuil de rentabilité, produisant plus d’énergie qu’elle n’en consommait.

Mais des progrès de cette ampleur doivent être rigoureusement examinés – et cela peut prendre du temps.

Il est important de noter qu’une série d’articles détaillant la conception expérimentale, les avancées technologiques et les résultats de l’interaction initiale viennent de passer l’examen par les pairs, ce qui signifie que les chercheurs non impliqués dans les travaux ont examiné les méthodes et les résultats afin de vérifier les sommes.

« Cette réalisation est l'aboutissement de plus de cinq décennies de recherche et fournit la preuve que la fusion en laboratoire, basée sur des principes de physique fondamentale, est possible », ont déclaré les membres de l'équipe de collaboration Indirect Drive ICF (Inertial Fusion). Écrivez sur les cinq premières pages.

La fusion nucléaire, si elle est exploitée et développée, promet une source d’énergie abondante et inépuisable. énergie propre Sans émissions de gaz à effet de serre provenant des combustibles fossiles ni de déchets radioactifs issus de la fission nucléaire. La fusion est la fusion de deux atomes ou plus pour former un atome plus grand, libérant ainsi de l'énergie.

Ces réactions en laboratoire sont loin des applications à l’échelle commerciale, car elles imitent les réactions de fusion qui alimentent notre soleil et nos étoiles à petite échelle. Sans la masse du Soleil pour fournir une certaine attraction gravitationnelle, les méthodes de fusion des atomes sur Terre dépendent de la chaleur.

Dans le cas de cette technologie de fusion, la chaleur est délivrée via un puissant éclat de lumière. Les expériences consistent à bombarder une capsule contenant 220 microgrammes de combustible de deutérium et de tritium avec 192 lasers à haute énergie, augmentant la pression à 600 milliards d'atmosphères et la température à 151 millions de degrés Celsius (272 millions de degrés Fahrenheit).

Ces conditions, bien au-delà de celles trouvées à l’intérieur du Soleil, provoquent l’explosion du combustible, fusionnant les atomes de deutérium et de tritium pour former de l’hélium et libérer de l’énergie.

dans le Expérience révolutionnaire En décembre 2022, les lasers ont libéré 2,05 mégajoules d'énergie dans le combustible, ce qui a libéré 3,15 mégajoules – la réaction a donc produit environ 1,5 fois plus d'énergie que celle délivrée au combustible.

Nouveaux papiers Détaillez les progrès qui ont rendu le « seuil de rentabilité » possiblenotamment en modifiant le mélange de carburant, en éliminant les défauts des parois de la capsule, en augmentant la masse de la capsule de la taille d'un pois, en améliorant les énergies laser et en augmentant le volume de propulseur utilisé.

Dépassement du soi-disant seuil d’inflammation Cela a marqué le début d’une nouvelle ère de recherche sur la fusionqui ne ralentit pas depuis : les chercheurs ont ouvert le feu Des faisceaux laser plus actifs produisent plus d'énergie Dans de nombreuses expériences l'année dernière.

Les chercheurs ont également rapporté les résultats de l’un de ces essais les plus récents, datant de mi-2023, qui Il a généré 3,88 mégajoules d'énergie À partir du même apport d'énergie de 2,05 MJ – environ 1,9 fois l'énergie injectée, ce qui est Le rendement le plus élevé jusqu'à présent.

Cependant, gardez à l’esprit que d’énormes quantités d’énergie sont utilisées pour alimenter les lasers dans ces expériences : 500 000 milliards de wattsSoit mille fois plus d’énergie que ce que le réseau électrique national américain produit à un moment donné. Il reste donc encore un long chemin à parcourir avant que ces réactions de fusion génèrent plus d’énergie qu’elles n’en utilisent pour en libérer.

« Il y a une chance que nous puissions avoir une fusion atomique », déclare Martin Freer, physicien nucléaire à l'Université de Birmingham. Dire Nouveaux chercheurs Matthieu Étincelles. « Mais les défis auxquels nous sommes confrontés sont scientifiquement considérables. »

Malgré ses promesses d’énergie propre… Les scientifiques confirment également La fusion nucléaire n’est pas la solution immédiate dont nous avons besoin à la crise climatique.

Installations commerciales de fusion nucléaire Encore des décennies dansAlors que nous devons réduire de près de moitié les émissions mondiales de carbone au cours des six prochaines années – d’ici 2030 – pour changer le climat, explique Aneeqa Khan, chercheuse en fusion nucléaire à l’Université de Manchester.

Heureusement, nous disposons déjà des technologies d’énergies renouvelables pour y parvenir.

Les cinq articles ont été publiés dans lettres d'examen physique, Que tu peux lire ici, ici, ici, iciEt ici.