Percée dans le refroidissement des réacteurs de fusion nucléaire grâce au lithium liquide.
Des chercheurs américains ont réalisé une avancée significative dans le refroidissement des réacteurs de fusion nucléaire, en utilisant du lithium liquide pour gérer les températures extrêmes requises pour la fusion.
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Gestion innovante de la température
Au Laboratoire de Physique des Plasmas de Princeton, l’équipe utilise le lithium liquide non seulement pour refroidir le réacteur mais aussi pour protéger ses composants contre le bombardement des neutrons. Les réacteurs de fusion, qui reproduisent les conditions de la surface du soleil pour fusionner des atomes d’hydrogène et libérer une grande quantité d’énergie, nécessitent des températures atteignant jusqu’à 100 millions de degrés Celsius. Cependant, un excès de chaleur peut endommager l’intérieur du réacteur.
Le double rôle du lithium liquide
Le lithium liquide sert à deux fonctions essentielles : refroidir le système et maintenir la chaleur du plasma en recyclant les particules d’hydrogène. Les isotopes d’hydrogène qui quittent le plasma et reviennent à une température nettement plus basse pourraient refroidir le plasma, mais le lithium empêche ce phénomène en absorbant et en retenant ces particules.
Innovations techniques
L’application pratique du lithium liquide dans le réacteur a été facilitée par l’usage de lamelles permettant l’écoulement du métal liquide le long des bords intérieurs du réacteur. Les chercheurs ont également utilisé un courant électrique pour diriger le flux de lithium, minimisant son exposition au plasma et prévenant ainsi une surchauffe.
Expérimentation et simulations
L’équipe de recherche a mené des simulations et des expériences avec le Galinstan, un mélange de gallium, d’indium et d’étain, qui partage la conductivité électrique du lithium liquide. Ils ont ajusté le flux du métal liquide pour obtenir une uniformité sans éclaboussures à l’intérieur du réacteur, atteignant un débit d’un mètre par seconde avec 900 ampères de courant.
Un nouveau système à venir
Les chercheurs envisagent de développer un système permettant de retirer le lithium usé et d’ajouter du nouveau lithium liquide pour améliorer le refroidissement. Cette approche pourrait révolutionner la gestion thermique dans les réacteurs de fusion, ouvrant la voie à des applications de fusion nucléaire plus sûres et plus efficaces.
Une percée pour la fusion nucléaire
Cette innovation représente un progrès notable pour la fusion nucléaire, offrant une solution potentielle aux défis de température extrême tout en augmentant la sécurité et l’efficacité du processus. Les implications de cette recherche pourraient s’étendre bien au-delà du laboratoire, impactant l’avenir de la production d’énergie nucléaire.
Cette étude, conduite par des chercheurs du Laboratoire de Physique des Plasmas de Princeton, illustre un progrès important dans la technologie de refroidissement pour les réacteurs de fusion, potentiellement transformateur pour l’industrie énergétique mondiale.
Source : Princeton Plasma Physics Laboratory
