Nouvelle étape pour la fusion nucléaire : un réacteur bat le record de durée du plasma
Le Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) a annoncé une étape importante dans les progrès de la durée du plasma à l'intérieur d'un réacteur nucléairele CEA a établi un nouveau record de durée de plasma dans un réacteur nucléaire, en maintenant le plasma pendant 1 337 secondes. Ce nouveau record représente une amélioration de 25 % par rapport au précédent record établi par East en Chine quelques semaines auparavant.
Cela équivaut à 22 minutes de plasma maintenu à l'intérieur du réacteur avant qu'il ne se dissipe ou ne devienne instable. Cette technologie utiliserait moins de combustible qu'un réacteur nucléaire à fission et produirait moins de déchets radioactifs, ce qui la rendrait essentielle pour la production future d'énergie.
Selon le CEA, le plasma a atteint une température de 50 millions de degrés, ce qui constitue un progrès significatif dans la recherche de la fusion nucléaire contrôlée. Ce résultat a été obtenu dans un tokamak - utilisé dans les réacteurs à fusion magnétique - et pourrait constituer une étape cruciale pour des machines telles que le réacteur thermonucléaire expérimental international (Iter), en cours de construction en France.
La Commission s'efforce d'allonger la durée du plasma - jusqu'à plusieurs heures - et d'augmenter les températures, afin de s'approcher des conditions nécessaires aux plasmas de fusion.
"West a franchi une nouvelle étape technologique clé en maintenant un plasma d'hydrogène pendant plus de vingt minutes grâce à l'injection de 2 mégawatts (MW) de puissance de chauffage. Les expériences se poursuivront avec une puissance accrue", a déclaré Anne-Isabelle Etienvre, directrice de la recherche fondamentale au CEA.
L'un des principaux défis de la recherche sur la fusion consiste à contrôler le plasma, intrinsèquement instable, tout en garantissant la longévité des composants en contact avec le plasma, qui doivent résister à des températures et à des radiations extrêmes. Les chercheurs de West utilisent des bobines supraconductrices et des composants activement refroidis pour créer un environnement stable pour ces expériences de longue durée, qui devront éventuellement s'étendre sur plusieurs heures.
Source(s)
CEA (en anglais)
Le 12 février, la machine West du CEA a réussi à maintenir un plasma pendant plus de 22 minutes. Elle a ainsi battu le précédent record de durée de plasma obtenu avec un tokamak. Ce bond en avant montre que notre connaissance des plasmas et de leur maîtrise technologique sur de longues périodes devient plus mature, et laisse espérer que les plasmas de fusion pourront être stabilisés sur des durées plus importantes dans des machines telles qu'Iter.
1 337 secondes : c'est la durée pendant laquelle West, un tokamak exploité depuis le site CEA de Cadarache, dans le sud de la France, et l'une des installations de tokamak de taille moyenne du consortium EUROfusion, a pu maintenir un plasma le 12 février. Il s'agit d'une amélioration de 25 % par rapport au précédent record obtenu avec East, en Chine, quelques semaines auparavant.
Atteindre de telles durées est une étape cruciale pour des machines comme Iter, qui devront maintenir des plasmas de fusion pendant plusieurs minutes. L'objectif final est de maîtriser le plasma, naturellement instable, tout en s'assurant que tous les composants en contact avec le plasma sont capables de supporter ses radiations sans dysfonctionner ni le polluer.
C'est ce que les chercheurs du CEA entendent réaliser et qui explique le record actuel. Au cours des prochains mois, l'équipe de West va redoubler d'efforts pour atteindre de très longues durées de plasma - jusqu'à plusieurs heures cumulées - mais aussi pour chauffer le plasma à des températures encore plus élevées afin de s'approcher des conditions attendues dans les plasmas de fusion.
West est une installation du CEA qui bénéficie des décennies d'expérience de la Commission dans l'utilisation des tokamaks pour l'étude des plasmas. Il accueille des chercheurs du monde entier, qui utilisent ses caractéristiques clés permettant d'obtenir des plasmas de longue durée, en particulier ses bobines supraconductrices et ses composants activement refroidis. West est une facette d'un mouvement international comprenant d'autres grandes expériences dans lesquelles les chercheurs du CEA sont fortement impliqués, comme JET, le tokamak Joint European Torus au Royaume-Uni (fermé fin 2023), qui détient le record d'énergie de fusion, JT-60SA au Japon, EAST en Chine, et KSTAR en Corée du Sud, sans oublier la machine phare qu'est Iter.
"West a franchi une nouvelle étape technologique clé en maintenant le plasma d'hydrogène pendant plus de vingt minutes grâce à l'injection d'une puissance de chauffage de 2 MW. Les expériences se poursuivront avec une puissance accrue. Cet excellent résultat permet à West et à la communauté française de montrer la voie pour l'utilisation future d'Iter", commente Anne-Isabelle Etienvre, directrice de la recherche fondamentale au CEA.
