Course à la fusion nucléaire : Les États-Unis pourraient prendre l’avantage sur la Chine avec les “stellarators” flexibles.
Une équipe de 24 physiciens des principaux instituts de recherche en plasma aux États-Unis a publié un livre blanc suggérant que pour conserver son avance en technologie de fusion nucléaire, les États-Unis devraient construire une installation de stellarator “flexible”. Cette initiative pourrait jeter les bases du développement d’une centrale de fusion future.
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Une proposition pour un stellarator flexible
Face à l’avancée de la Chine et de la Russie dans le domaine de la fusion nucléaire, le livre blanc propose la création d’un stellarator modulable de taille moyenne. Cette installation servirait de plateforme pour valider les avancées théoriques et fournir les bases scientifiques nécessaires à l’industrie de la fusion.
Nouveau cap franchi pour la fusion nucléaire grâce à cette technologie “oubliée” depuis 30 ans
Tokamaks vs stellarators
Les recherches sur la fusion nucléaire utilisent principalement deux types de dispositifs : les tokamaks et les stellarators. Tous deux confinent le plasma chaud nécessaire à la réaction de fusion nucléaire, mais ils diffèrent dans leur conception. Les tokamaks, de forme toroïdale, utilisent un champ magnétique pour contrôler la température du plasma, tandis que les stellarators, plus complexes dans leur géométrie, emploient des champs magnétiques hélicoïdaux pour confiner le plasma.
Avantages des stellarators
Les stellarators, bien que plus difficiles à construire en raison de leur géométrie complexe, offrent une stabilité supérieure car ils ne nécessitent pas de courant de plasma important pour générer un champ magnétique. Cette caractéristique les rend potentiellement plus aptes à opérer de manière continue sans les interruptions (disruptions) qui affectent souvent les tokamaks.
Une vision pour l’avenir de la fusion aux États-Unis
Le principal auteur du livre blanc, Felix Parra Diaz, affirme que les stellarators et les tokamaks partagent de nombreuses caractéristiques, et que les découvertes bénéficiant à l’un pourraient intéresser l’autre. En soutenant les avancées réalisées par les tokamaks existants, un stellarator flexible permettrait des configurations expérimentales variées et pourrait s’avérer être une meilleure voie vers un réacteur.
Proposition en deux étapes
Les auteurs proposent une approche en deux phases pour développer l’installation de stellarator flexible. La première phase, “Exploration”, se concentrerait sur la recherche de la configuration magnétique optimale pour minimiser la turbulence et optimiser le confinement. La seconde phase, “Exploitation”, impliquerait des améliorations des systèmes de gestion de la puissance et de la chaleur basées sur les résultats de la première phase.
Implications et Défis
Si réalisé, ce projet pourrait mener à des conceptions de stellarators rentables, avec un confinement comparable aux tokamaks mais sans les défis fondamentaux liés aux interruptions et à l’entraînement du courant. Le livre blanc souligne que l’établissement d’une telle installation demanderait six à neuf ans pour être opérationnel, mais une fois active, elle offrirait une plateforme précieuse pour la recherche en fusion aux États-Unis, impliquant universités, laboratoires nationaux et industrie privée.
Cet article explore la proposition d’une équipe de physiciens américains de développer un stellarator flexible, dans le cadre de la compétition mondiale pour la maîtrise de la fusion nucléaire. Avec la Chine et la Russie en pleine accélération de leurs programmes, les États-Unis cherchent à ne pas rester en arrière et à pousser plus loin les frontières de cette technologie prometteuse.
Source : arxiv.org
