La chambre cible du National Ignition Facility.
LLNL
Pendant une fraction de seconde presque imperceptible le 8 août, des lasers massifs dans une installation gouvernementale du nord de la Californie ont recréé la puissance du soleil dans un minuscule point chaud pas plus large qu’un cheveu humain. Le résultat est un pas en avant significatif dans la poursuite de la fusion nucléaire, une panacée longtemps recherchée pour de nombreux défis énergétiques et environnementaux.
L’expérience a eu lieu au National Ignition Facility, qui occupe l’espace de trois terrains de football sur le campus du Lawrence Livermore National Laboratory à l’extrémité est du métroplexe de la baie de San Francisco. Des lasers puissants y ont été concentrés sur une cible de la taille d’un BB, entraînant une réaction qui a projeté plus de 10 quadrillions de watts de puissance.
Remarquablement, cela représente environ 6% de l’énergie totale de tout le soleil frappant la surface de la Terre à un moment donné, bien que la puissante rafale n’ait duré que 100 billions de seconde. Même dans ce laps de temps minuscule, cependant, les scientifiques ont observé une grande percée : le hotspot a pu déclencher une réaction en chaîne auto-entretenue, fusionnant plus d’atomes d’hydrogène ensemble et continuant le processus de génération d’énergie, comme un moteur à combustion interne brûlant à travers une molécule de carburant après l’autre pour continuer.
Du laboratoire à votre boîte de réception. Recevez chaque semaine les dernières histoires scientifiques de Camaraderielimited.
Atteindre ce point d’allumage est une étape clé dans la feuille de route vers l’énergie de fusion.
« Cette percée phénoménale nous rapproche d’une manière tentante d’une démonstration de » gain d’énergie net « des réactions de fusion – juste au moment où la planète en a besoin », a déclaré Arthur Turrell, physicien et auteur de The Star Builders: Nuclear Fusion and the Race to Power the Planet, dans un communiqué.
Les centrales nucléaires d’aujourd’hui sont alimentées par la réaction de la fission nucléaire, le processus de division des atomes pour créer de l’énergie. La fusion est exactement le contraire : fusionner des atomes d’hydrogène dans de l’hélium de la même manière que le soleil, libérant des paraisons d’énergie dans le processus. La fusion est une sorte de Saint Graal, car théoriquement, elle fournirait une source illimitée d’énergie propre avec moins de problèmes de sécurité et de déchets par rapport aux réacteurs à fission.
Depuis des décennies, des dizaines d’installations expérimentent différentes méthodes. Le défi n’est pas seulement de réaliser la fusion, mais de le faire d’une manière qui ne nécessite pas plus d’énergie pour créer la réaction que ce qui en résulte.
L’expérience de ce mois-ci était toujours un net négatif en termes d’énergie entrante par rapport à l’énergie sortante, mais elle met la science sur le point d’atteindre le seuil de rentabilité.
Le Lawrence Livermore National Laboratory rapporte que même si une analyse finale doit encore être examinée par des pairs, les données initiales ont montré que les résultats ont produit huit fois la production d’énergie des expériences réalisées plus tôt cette année et 25 fois celle observée en 2018.
« Pour référence ceci [is] environ 1000 fois plus d’énergie que ce que nous obtenions lorsque j’ai rejoint le projet il y a 10 ans », a ajouté le physicien du projet Jayson Luc Peterson sur Twitter.
Pour référence, cela représente environ 1000 fois plus d’énergie que ce que nous obtenions lorsque j’ai rejoint le projet il y a 10 ans 🤯
– Luc Peterson (@JLucPeterson) 17 août 2021
Jeremy Chittenden, codirecteur du Center for Inertial Fusion Studies à l’Imperial College de Londres, a déclaré dans un communiqué que l’amélioration de la production d’énergie de fusion s’est accélérée au cours de l’année écoulée, « suggérant que nous pourrions bientôt atteindre plus d’étapes énergétiques, telles que le dépassement de l’énergie l’apport des lasers utilisés pour lancer le processus. »
Il est intéressant de noter que le National Ignition Facility n’est pas principalement conçu comme un outil pour le développement de l’énergie de fusion, mais plutôt pour la recherche sur les armes nucléaires. Chittenden dit que le résultat devrait stimuler d’autres efforts axés sur la création d’énergie propre.
« Nous avons maintenant prouvé qu’il est possible d’atteindre l’allumage, inspirant d’autres laboratoires et start-ups du monde entier travaillant sur la production d’énergie de fusion pour essayer de réaliser les mêmes conditions en utilisant une méthode plus simple, plus robuste et surtout moins chère. »
