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Ils ont dépassé la limite de densité des réacteurs à fusion nucléaire

Dans le réacteur nucléaire chinois EAST, la limite empirique de densité plasmatique a été dépassée pour la première fois. En d'autres termes, ils ont réussi à maintenir le plasma de fusion stable à une densité beaucoup plus élevée que ce que l'on pensait jusqu'à présent dans ce type de réacteur. Ils ont démontré que l'un des principaux obstacles auxquels se heurtent les réacteurs de ce type depuis de nombreuses années peut être surmonté. « Ce qu’ils ont accompli est très important », déclare Fernando Plazaola, professeur à la Faculté des sciences et de la technologie de l’UPV.

Dans les réacteurs de type Tokama,un plasma de deutérium-tritium pour la fusion est confiné par des champs magnétiques. Pour que les réactions de fusion commencent, c'est-à-dire que les noyaux du deutérium et du tritium fusionnent, il faut donner beaucoup d'énergie à la machine. Et si la fusion permet d'obtenir de l'énergie, la réaction de fusion doit libérer plus d'énergie qu'elle n'en a initialement besoin. Cependant, il n'a même pas réussi à obtenir l'énergie nécessaire.

Dans les recteurs de confinement magnétique, cela dépend de trois paramètres importants: la température du plasma, la durée de vie à l'état plasmatique et la densité du plasma. « Jusqu’à présent, on pensait que la densité du plasma était limitée, explique Placaola, parce qu’on voyait empiriquement que si cette limite était dépassée, le plasma devenait instable. » En effet, bien que le confinement magnétique empêche le plasma de toucher les parois du réacteur, les neutrons libérés lors des réactions de fusion s'échappent et heurtent la paroi métallique, ce qui déstabilise et refroidit le plasma.

en 2022, la théorie de l'auto-organisation de la paroi de plasma (PWSO) a proposé que des densités supérieures à la limite susmentionnée puissent être obtenues grâce à l'équilibre entre le plasma et les parois métalliques. Eh bien, c'est exactement ce que le tokaman chinois EAST vient de prouver expérimentalement: Il est conforme à la théorie PWSO et il est possible d'obtenir un plasma stable à des densités de plasma plus élevées.

« Cette réalisation est très importante pour égaliser l’énergie nécessaire au démarrage de la fusion et celle obtenue lors de la réaction, dit Placaola, car elle permet d’obtenir des valeurs encore plus élevées de la densité du plasma qui est supposée atteindre la valeur maximale. » D'autre part, il rappelle que la réalisation d'une fusion efficace dépend des trois paramètres susmentionnés. « À cet égard, il convient de mentionner qu’il y a un an, EAST a réalisé une autre réalisation importante : le record du temps de confinement du plasma. Il est évident que les Chinois font des pas énormes!”