Un pas de plus vers la fusion nucléaire

Une équipe internationale de chercheurs a franchi une étape vers la réalisation de la fusion nucléaire contrôlée. La fusion nucléaire est le mécanisme du Soleil et des autres étoiles et elle peut fournir une énergie totalement propre et quasi illimitée au monde.


Une meilleure visualisation de l'énergie et un pas de plus vers la fusion nucléaire

L’équipe, dirigée par les scientifiques de l’Université de Californie, a développé une nouvelle technique pour analyser le flux de l’énergie cours d’un processus appelé combustion ou allumage rapide. La combustion rapide consiste à initier des réactions de en utilisant un laser de haute intensité. La visualisation des flux d’énergie a permis aux chercheurs de tester différentes techniques pour améliorer la production de l’énergie par rapport au carburant. Les chercheurs ont publié leurs résultats dans la revue Nature Physics.

Une combustion rapide implique deux étapes pour démarrer la fusion nucléaire. En premier lieu, des centaines de lasers compriment le combustible de fusion (généralement un mélange de deutérium et de tritium contenu dans une capsule sphérique en plastique) à haute densité. Ensuite, un laser de haute intensité fournit de l’énergie pour chauffer rapidement (enflammer) le carburant comprimé. Les scientifiques considèrent que la combustion rapide est une approche prometteuse pour la fusion nucléaire contrôlée, car il nécessite moins d’énergie que les autres approches.

Mais pour réussir une combustion rapide, les scientifiques doivent surmonter un obstacle majeur : Comment diriger l’énergie du laser dans la zone la plus dense du carburant ? C’était un défi majeur depuis qu’on a proposé l’idée d’une combustion rapide selon Farhat Beg, professeur de génie mécanique et directeur du Centre de recherche sur l’énergie à l’UC de San Diego.

Pour résoudre ce problème, l’équipe a conçu une technique pour analyser le déplacement du flux de l’énergie lorsque le laser frappe le carburant. La technique repose sur des traceurs de cuivre à l’intérieur de la capsule. Quand le faisceau laser est dirigé sur la zone du carburant comprimé, alors il génère des électrons de haute énergie qui frappent les traceurs de cuivre ce qui produit des rayons X que les scientifiques peuvent cartographier.

Avant le développement de cette technique, on cherchait à tâtons dans le noir. Maintenant, nous pouvons mieux comprendre le flux de l’énergie et son déplacement afin d’étudier de nouveaux modèles expérimentaux pour améliorer la production de l’énergie par rapport au carburant selon Christopher McGuffey, chercheur adjoint au High Energy Density Physics Group de l’UC de San Diego et co-auteur de l’étude.

Après avoir expérimenté des conceptions différentes de carburant et de configurations de laser, les chercheurs ont amélioré l’efficacité de 7 % sur la production de l’énergie par rapport au carburant. Ce résultat démontre une efficacité supérieure par un facteur de 4 par rapport aux expériences précédentes sur la combustion rapide selon les chercheurs.

Des simulations informatiques ont également prédit une efficacité de l’énergie supérieure à 15 %. Mais on doit encore tester cette prédiction sur le plan expérimental selon Beg. Nous espérons que nos travaux ouvrent la voie à de futures techniques pour améliorer la combustion rapide.

 

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Jacqueline Charpentier

Ayant fait une formation en chimie, il est normal que je me sois retrouvée dans une entreprise d'emballage. Désormais, je publie sur des médias, des blogs et des magazines pour vulgariser l'actualité scientifique et celle de la santé.

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