24/09/2022 Fusion nucléaire. De nouveaux progrès

Nous avons souvent rappelé ici que la fusion nucléaire constituera dans quelques années une source d’énergie majeure, dépassant en performance les énergies renouvelables. La France abrite à Cadarache le centre de recherche internationale ITER au sein duquel collaborent activement une vingtaine de pays. ITER ne sera pas lui-même un centre de production mais de mise en commun d’expériences à partir de leurs propres tokamaks de recherche.

Le rapport cité en référence, dont nous publions l’abstract, concerne une avancée importante vers la fusion nucléaire du tokamak sud-coréen KSTAR sur lequel repose le projet Kepko Korea Superconducting Tokamak Advanced Research https://home.kepco.co.kr/kepco/EN/G/htmlView/ENGFHP006.do?menuCd=EN070706

KSTAR est un Tokamak situé à Daejeon en Corée du Sud. Il doit contribuer aux efforts de recherches sur le confinement magnétique du plasma pour le projet ITER. Le projet a été approuvé en 1995 et la construction du KSTAR s’est achevée le 14 septembre 2007 pour une première mise en route en juin 2008.

Les chercheurs sud-coréens ont annoncé avoir réussi une réaction de fusion à très haute température. La température était celle nécessitée par un réacteur en vraie grandeur. Le plasma ainsi créé a été conservé stable pendant 30 secondes. C’est là un exploit jamais réussi jusqu’à présent. S le plasma avait touché ne fut-ce qu’une fraction de seconde les parois du réacteur, il se serait brutalement refroidi en détériorant tout l’équipement.

Les techniques de confinement magnétique utilisées jusqu’à présent pour conserver le plasma au centre du dispositif sont beaucoup plus approximatives :

Edge transport barrier ETB ou Internal transport barrier ITB

Les chercheurs utilisèrent au KSTAR une barrière de type ITB améliorée qui augmente la température au centre du plasma et la refroidir vers l’extérieur. Ils réussirent à arrêter la réaction au bout de 30 secondes pour mieux l’étudier ultérieurement et mettre au point pour l’avenir des parois de réacteur à base de tungstène. Il faudra sans doute imaginer une procédure utilisant la technique dite des conducteurs superioniques ou fast-ion conduction permettant d’extraire la chaleur produite pour lui donner des applications utiles (voir https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsta.2019.0451)

A sustained high-temperature fusion plasma regime facilitated by fast ions

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05008-1

7 sept.22

Abstract

Nuclear fusion is one of the most attractive alternatives to carbon-dependent energy sources. Harnessing energy from nuclear fusion in a large reactor scale, however, still presents many scientific challenges despite the many years of research and steady advances in magnetic confinement approaches. State-of-the-art magnetic fusion devices cannot yet achieve a sustainable fusion performance, which requires a high temperature above 100 million kelvin and sufficient control of instabilities to ensure steady-state operation on the order of tens of seconds. Here we report experiments at the Korea Superconducting Tokamak Advanced Research device producing a plasma fusion regime that satisfies most of the above requirements: thanks to abundant fast ions stabilizing the core plasma turbulence, we generate plasmas at a temperature of 100 million kelvin lasting up to 20 seconds without plasma edge instabilities or impurity accumulation. A low plasma density combined with a moderate input power for operation is key to establishing this regime by preserving a high fraction of fast ions. This regime is rarely subject to disruption and can be sustained reliably even without a sophisticated control, and thus represents a promising path towards commercial fusion reactors.

Votre commentaire

Entrez vos coordonnées ci-dessous ou cliquez sur une icône pour vous connecter:

Logo WordPress.com

Vous commentez à l’aide de votre compte WordPress.com. Déconnexion /  Changer )

Image Twitter

Vous commentez à l’aide de votre compte Twitter. Déconnexion /  Changer )

Photo Facebook

Vous commentez à l’aide de votre compte Facebook. Déconnexion /  Changer )

Connexion à %s

%d blogueurs aiment cette page :