Et si la mayonnaise était la solution tant recherchée par les scientifiques pour maîtriser la fusion nucléaire ?

De la mayonnaise à l’énergie des étoiles : Percée dans la fusion nucléaire.

Des chercheurs de l’Université Lehigh explorent des méthodes innovantes utilisant de la mayonnaise pour déverrouiller les secrets de la fusion nucléaire, envisagée comme une source d’énergie propre et inépuisable.

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Qu’est-ce que la “mayonnaise” en fusion nucléaire ?

Dans le contexte de la recherche sur la fusion nucléaire, la mayonnaise est utilisée non pas en tant qu’ingrédient alimentaire, mais comme un modèle analogue pour étudier des phénomènes complexes. En raison de ses propriétés viscoélastiques, la mayonnaise peut imiter le comportement du plasma sous certaines conditions de pression. Lorsqu’elle est soumise à un gradient de pression, elle change d’état de solide à fluide, similaire à la transition du plasma sous des conditions extrêmes de température et de pression dans les réacteurs de fusion. Cette analogie permet aux chercheurs de visualiser et de contrôler les réactions et instabilités potentielles dans un environnement de laboratoire plus accessible et moins risqué, fournissant ainsi des insights précieux pour la conception des réactions de fusion nucléaire.

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Un parallèle inattendu avec le plasma

Le professeur Arindam Banerjee, titulaire de la chaire Paul B. Reinhold en génie mécanique à l’Université Lehigh, explique que la mayonnaise, bien que généralement solide, commence à s’écouler lorsqu’elle est soumise à un gradient de pression. Cette caractéristique est similaire au comportement du plasma sous des conditions comparables, ce qui en fait un excellent modèle pour étudier la physique de la fusion nucléaire sans les contraintes de température et de pression extrêmes habituellement nécessaires.

Fusion par confinement inertiel

La fusion nucléaire, processus qui alimente le soleil, représente une source potentiellement illimitée d’énergie. L’une des méthodes pour y parvenir est la fusion par confinement inertiel (ICF), qui implique la compression et le chauffage de minuscules capsules remplies d’isotopes d’hydrogène, le combustible des réactions de fusion. Sous des pressions et températures énormes, le combustible se transforme en plasma, capable de générer de l’énergie.

Instabilité de Rayleigh-Taylor

Cependant, les instabilités hydrodynamiques, comme l’instabilité de Rayleigh-Taylor (RTI), représentent des obstacles majeurs en ICF. La RTI se produit lorsque des matériaux de densités différentes sont soumis à des gradients de pression et de densité opposés. Pour étudier la RTI dans un environnement contrôlé, l’équipe de recherche s’est tournée vers la mayonnaise, permettant une investigation précise sans les conditions extrêmes habituellement requises.

Découvertes significatives

L’utilisation de la mayonnaise a permis aux chercheurs d’observer comment les propriétés des matériaux, la géométrie des perturbations, et le taux d’accélération influencent la transition entre les différentes phases de la RTI. Ils ont identifié des conditions sous lesquelles la récupération élastique, où le matériau retourne à sa forme originale après le retrait du stress, est possible.

Vers des capsules de fusion stable

Les découvertes de l’équipe pourraient être cruciales pour retarder ou même supprimer l’instabilité, améliorant ainsi l’efficacité du processus de fusion. Ils ont trouvé les conditions sous lesquelles la récupération élastique était possible et comment elle pourrait être maximisée pour retarder ou complètement supprimer l’instabilité. Cela pourrait aider à concevoir des capsules de fusion qui pourraient “ne jamais devenir instables”.

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Cet article explore une avancée prometteuse dans le domaine de la fusion nucléaire, où des chercheurs utilisent la mayonnaise pour modéliser et comprendre les instabilités dynamiques du plasma, ouvrant potentiellement la voie à des réacteurs de fusion plus stables et efficaces. Cette recherche non seulement démontre l’ingéniosité des approches scientifiques, mais souligne également le potentiel de méthodes peu conventionnelles dans la réalisation de percées technologiques.

Source : Lehigh University