Inauguration au Japon d'un réacteur expérimental de fusion nucléaire
Réacteur thermonucléaire expérimental ITER Tokamak
Le Japon a inauguré le 23 octobre 2023 le réacteur expérimental de fusion nucléaire JT-60SA. Ce réacteur, situé à Naka, dans la préfecture de Nagano, est le plus grand et le plus puissant réacteur à fusion expérimental au monde.
Le JT-60SA a pour objectif de produire un plasma de fusion de haute qualité et de haute température. La fusion nucléaire est un processus qui combine deux noyaux atomiques pour former un noyau plus lourd, en libérant une grande quantité d'énergie. Cette énergie est une source d'énergie potentielle propre et illimitée, qui pourrait remplacer les combustibles fossiles.
Le nouveau réacteur est un tokamak, un type de chambre de confinement qui utilise des champs magnétiques pour contenir le plasma. Le plasma est un état de la matière constitué d'atomes ionisés, très chauds et instables. Les champs magnétiques du tokamak aident à maintenir le plasma à une température élevée, ce qui est nécessaire pour la fusion nucléaire.
Le réacteur de nouvelle génération a déjà produit un plasma de fusion de 50 millions de degrés Celsius, un record mondial. Les scientifiques espèrent que le réacteur pourra produire un plasma de fusion de 100 millions de degrés Celsius dans les années à venir.
L'inauguration du JT-60SA est une étape importante dans le développement de la fusion nucléaire. Le réacteur aidera les scientifiques à mieux comprendre le processus de fusion nucléaire et à développer des technologies pour la production d'énergie à fusion.
Principe de la fusion nucléaire
La fusion nucléaire est un processus qui combine deux noyaux atomiques pour former un noyau plus lourd, en libérant une grande quantité d'énergie. Cette énergie est une source d'énergie potentielle propre et illimitée, qui pourrait remplacer les combustibles fossiles.
Le principe est simple : les noyaux atomiques sont attirés les uns par les autres par la force nucléaire forte. Cependant, les noyaux atomiques sont également repoussés par la force de Coulomb, une force électrique qui repousse les charges positives. Pour que la fusion nucléaire puisse avoir lieu, les noyaux atomiques doivent être suffisamment proches pour que la force nucléaire forte l'emporte sur la force de Coulomb.
Ce processus se produit à des températures très élevées, de l'ordre de plusieurs millions de degrés Celsius. À ces températures, les atomes sont ionisés, ce qui signifie que les électrons ont été détachés des noyaux. Les noyaux ionisés, appelés ions, sont alors libres de se combiner.
La fusion nucléaire est possible dans une variété de configurations, mais la plus prometteuse est la fusion par confinement magnétique. Dans ce type de fusion, le plasma de fusion est confiné dans une chambre par des champs magnétiques, ces derniers aident à maintenir le plasma à haute température et à empêcher les ions de s'échapper.
La fusion nucléaire est une technologie encore en développement, mais elle a le pouvoir de fournir une source d'énergie propre et illimitée. Les scientifiques travaillent à développer des réacteurs à fusion qui puissent produire de l'énergie de manière sûre et rentable.
Avantages
La fusion nucléaire présente de nombreux avantages potentiels, notamment :
- Une source d'énergie propre : ne produit pas de gaz à effet de serre, ce qui en fait une source d'énergie propre.
- Une source d'énergie illimitée : les éléments qui sont utilisés comme l'hydrogène et le deutérium, sont abondants dans la nature.
- Une source d'énergie sûre : une réaction intrinsèquement sûre, car elle ne produit pas de produits de fission radioactifs.
Inconvénients
La fusion nucléaire présente également quelques inconvénients potentiels, notamment :
- Une technologie complexe : Une technologie complexe qui nécessite des recherches et des développements supplémentaires.
- Un coût élevé : la construction d'un réacteur à fusion est coûteuse.
Perspectives de la fusion nucléaire
La fusion nucléaire est une technologie prometteuse qui pourrait fournir une source d'énergie propre et illimitée. Les scientifiques travaillent à développer des réacteurs à fusion qui puissent produire de l'énergie de manière sûre et rentable. Si ces efforts sont couronnés de succès, la fusion nucléaire pourrait devenir une réalité dans les prochaines décennies.
Le projet ITER
ITER, ou Réacteur thermonucléaire expérimental international, est un projet international de recherche et développement sur la fusion nucléaire. Il s'agit du plus grand projet scientifique international de l'histoire, avec pour objectif de démontrer la faisabilité scientifique et technologique de la production d'énergie de fusion commerciale durable.
Objectifs d'ITER
L'objectif principal d'ITER est d'atteindre expérimentalement un plasma "en combustion", dans lequel le chauffage du plasma par les réactions de fusion nucléaire domine tous les autres mécanismes de chauffage. Ce serait une percée majeure dans la quête de l'énergie de fusion, car cela démontrerait que la fusion est une source d'énergie viable.
En plus de son objectif principal, ITER a également plusieurs autres objectifs importants :
- Développer les technologies clés nécessaires à une centrale à fusion
- Étudier le comportement du plasma dans un réacteur de fusion
- Former la prochaine génération de scientifiques et d'ingénieurs en fusion
Conception d'ITER
ITER est un tokamak, un type d'appareil de confinement magnétique par fusion. Ces appareils utilisent des champs magnétiques puissants pour confiner un plasma chaud, qui est un gaz dont les électrons ont été arrachés aux atomes. Le plasma d'ITER sera chauffé à des températures supérieures à 150 millions de degrés Celsius, ce qui est assez chaud pour que les réactions de fusion se produisent.
ITER est une grosse machine, avec un rayon majeur de 6 mètres et un rayon mineur de 3 mètres. Le vaisseau à vide, qui contient le plasma, est en acier inoxydable et mesure 18 mètres de haut et 19 mètres de diamètre. Le tokamak ITER est entouré d'un système de supraconducteurs qui génère les champs magnétiques nécessaires au confinement du plasma. Le système de supraconducteurs est composé de bobines supraconductrices en niobium-étain qui fonctionnent à une température de -269 degrés Celsius.
Construction d'ITER
La construction d'ITER a commencé en 2007 au centre de recherche nucléaire de Cadarache en France. Le projet devrait être achevé en 2025 et le premier plasma est prévu pour 2026. ITER est un projet complexe et il y a eu des retards et des dépassements de coûts. Cependant, le projet est toujours sur la bonne voie pour atteindre ses objectifs.
Signification d'ITER
ITER est un projet important pour plusieurs raisons :
- C'est le plus grand projet scientifique international de l'histoire
- C'est le premier réacteur de fusion à avoir le potentiel de produire de l'énergie nette
- C'est une collaboration de 35 pays, ce qui représente plus de la moitié de la population mondiale
Si ITER est un succès, ce sera une percée majeure dans la quête de l'énergie de fusion qui a le potentiel d'être une source d'énergie propre, sûre et durable, et elle pourrait aider à répondre aux besoins énergétiques du monde pour les siècles à venir.
