Une équipe de physiciens et d’ingénieurs du laboratoire de physique des plasmas de Princeton a construit un réacteur à fusion par torsion connu sous le nom de stellarateur qui utilise des aimants permanents, mettant en vedette un moyen potentiellement rentable de construire des machines puissantes. Leur expérience, appelée MUSE, s’appuie sur des pièces imprimées en 3D et disponibles dans le commerce.
La fusion nucléaire, la réaction qui alimente les étoiles comme notre Soleil, produit d’énormes quantités d’énergie en fusionnant des atomes (à ne pas confondre avec l’énergie nucléaire). la fission, qui produit moins d’énergie en divisant les atomes. La fission nucléaire est la réaction au cœur des réacteurs nucléaires modernes qui alimentent l’électricité. les scientifiques n’ont pas encore déchiffré le code de la fusion nucléaire comme source d’énergie. la technologie et le rendre commercialement viable est sa propre bête.
Les stellarateurs sont des dispositifs en forme de cruller qui contiennent des plasmas à haute température, qui peuvent être réglés pour favoriser les conditions des réactions de fusion. Ils sont similaires. aux tokamaks, dispositifs en forme de beignet qui exécutent des réactions de fusion. Les tokamaks s’appuient sur des solénoïdes, qui sont des aimants qui transportent du courant électrique. MUSE est différente.
“L’utilisation d’aimants permanents est une toute nouvelle façon de concevoir des stellarateurs” dit Tony Qian, étudiant diplômé au laboratoire de physique des plasmas de Princeton et auteur principal de deux articles publiés dans le Journal de Physique des Plasmas et Fusion Nucléaire qui décrivent la conception de l’expérience MUSE. « Cette technique nous permet de tester rapidement de nouvelles idées de confinement du plasma et de construire facilement de nouveaux appareils. .»
Les aimants permanents n’ont pas besoin de courant électrique pour générer leurs champs magnétiques et peuvent être achetés dans le commerce. L’expérience MUSE a bloqué ces aimants sur une coque imprimée en 3D.
«J’ai réalisé que même s’ils étaient situés à côté d’autres aimants, les aimants permanents de terres rares pouvaient générer et maintenir les champs magnétiques nécessaires à confiner le plasma afin que des réactions de fusion puissent se produire », Michael Zarnstorff, chercheur scientifique au laboratoire et chercheur principal du projet MUSE. dans un communiqué de presse. « C’est la propriété qui fait que cette technique fonctionne. »
L’année dernière, des scientifiques du Laboratoire national Lawrence Livermore (LLNL) du ministère de l’Énergie atteint le seuil de rentabilité lors d’une réaction de fusion; c’est-à-dire le la réaction a produit plus d’énergie qu’il n’en fallait pour l’alimenter. Cependant, cette récompense néglige de compter la « puissance du mur”nécessaire pour induire la réaction. , un long chemin à faire .
La percée du LLNL a été réalisée en projetant des lasers puissants sur une pastille d’atomes, un processus différent des réactions de fusion à base de plasma qui se produisent. dans les tokamaks et les stellarateurs. Petits ajustements aux appareils, comme la mise en œuvre d’aimants permanents dans MUSE ou un déviateur en tungstène amélioré dans le tokamak KSTAR, permet aux scientifiques de reproduire plus facilement les configurations expérimentales et d’effectuer des expériences à des températures élevées pendant plus longtemps.
Ensemble, ces innovations permettront aux scientifiques de faire plus avec les plasmas au bout des doigts, et peut-être - juste peut-être - atteindre l’objectif tant vanté d’une énergie de fusion utilisable et évolutive.
Une version de cet article paru à l’origine sur Gizmodo.
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