Général

Les scientifiques découvrent comment maintenir la stabilité du plasma dans les réacteurs à fusion


Les chercheurs ont récemment fait un énorme bond en avant en se rapprochant d'une énergie nucléaire de fusion stable. Ils ont découvert un moyen de stabiliser le plasma dans les réacteurs à fusion, empêchant ainsi les températures et les densités d'osciller.

On pense que la fusion nucléaire est la solution pour fournir une énergie verte inépuisable aussi longtemps que les chercheurs peuvent contrôler ce type de source d'énergie. Et maintenant, il semble qu'ils soient plus proches de la stabilisation du plasma dans les réacteurs à fusion, même si c'est grâce à des simulations!

Récemment, un groupe de chercheurs du New Jersey au Laboratoire de physique des plasmas de Princeton du Département américain de l’énergie de l’Université de Princeton a effectué plusieurs simulations pour tenter de stabiliser le plasma dans les réacteurs à fusion. Et voilà, ils ont découvert un moyen de le faire!

C'est un fait connu que le plasma est l'un des états de la matière. Si nous parlons de nos situations typiques sur terre, le plasma ne peut pas exister sous forme de matière liquide, solide ou gazeuse. Au contraire, il se trouve naturellement dans les étoiles en grande quantité.

Sur Terre, les scientifiques sont capables de générer du plasma ou cet état de matière extrêmement chaude qui se forme dans les réacteurs de fusion par des particules hautement chargées. Cela dit, la stabilisation du plasma est un processus assez difficile.

Le plus souvent, le plasma oscille en densité et en température et, pour cette raison, la réaction de fusion nucléaire s'arrête généralement - un processus appelé instabilité en dents de scie qui se produit lorsque le courant devient suffisamment fort pour déstabiliser et arrêter les réactions.

Cependant, les scientifiques du New Jersey auraient peut-être trouvé un moyen de stabiliser le plasma grâce à la simulation dans des réacteurs à fusion nucléaire. Les chercheurs ont suivi les exemples donnés par les étoiles dans l'univers et ont essayé de reproduire ces mêmes processus dans plusieurs réacteurs de fusion.

Dans les réacteurs, des atomes d'hydrogène surchauffés en suspension dans le plasma s'écrasent les uns sur les autres, ce qui entraîne la division des atomes en ions et électrons hautement chargés. Les ions et les électrons fusionnent alors pour former de l'hélium.

Ce processus génère de grandes quantités de chaleur et d'énergie qui peuvent être exploitées pour la production d'électricité.

Pour maintenir le courant dans le cœur du plasma, le réacteur utilise un mécanisme de pompage à flux magnétique. Cela maintient également certains des plasmas stables pour maintenir les réactions au lieu de les arrêter.

Si nous nous basons sur les dernières simulations, deux scénarios hybrides peuvent provoquer un pompage de flux magnétique. Un scénario est où le plasma est stable (mode H) tandis que l'autre scénario est dans lequel le plasma fuit une sorte d'énergie (mode L).

Dans les simulations PPPL, le pompage de flux a été développé avec un scénario hybride où le courant reste plat dans le cœur du plasma et la pression du plasma est suffisamment élevée. La combinaison aboutit à un «mode de quasi-échange» qui mélange le plasma tout en déformant le champ magnétique.

Cet effet de mélange garantit que le courant maintient la planéité tout en évitant la possibilité de formation d'instabilité en dents de scie.

Cette recherche a été menée par Isabel Krebs, associée de recherche postdoctorale, qui a parlé des futures applications de cette découverte en disant: "Ce mécanisme peut être d'un intérêt considérable pour les futures expériences de fusion à grande échelle telles qu'ITER."

De toute évidence, cette percée dans la stabilisation du plasma est un pas dans la bonne direction pour devenir vert à l'avenir.

Les détails de cette nouvelle recherche ont été publiés dans le Physique du plasma journal.


Voir la vidéo: CE JEU SUR LESPACE EST GÉNIAL le meilleur de Universe Sandbox 2 (Juin 2021).