JAKARTA - La Chine a de nouveau enregistré des progrès importants dans le développement de l’énergie de fusion nucléaire. Les chercheurs travaillant sur le Tokamak Suprême Expérimental Avancé (EAST), souvent surnommé « soleil artificiel ».
La Chine a réussi à faire fonctionner le réacteur au-delà du seuil de densité de plasma qui a pendant des décennies limité les expériences de fusion dans le monde entier. Cette réalisation est censée permettre d'accroître l'efficacité des réacteurs à fusion à l'avenir.
EAST est un réacteur tokamak situé à Hefei et utilise des aimants supraconducteurs pour retenir un plasma à très haute température. Dans le principe de la fusion, plus la densité du plasma est élevée, plus les chances de réaction de fusion sont grandes.
Cependant, dans la plupart des tokamak, une densité excessive provoque une instabilité, ce qui provoque la chute du plasma et son contact avec les parois du réacteur. Cette limite est largement connue sous le nom de limite de Greenwald.
L’équipe de recherche EAST estime que le problème ne réside pas uniquement au niveau de la densité du plasma. Les chercheurs de l’Institut de physique des plasmas, de l’Académie chinoise des sciences, ont découvert que la limite de densité est fortement liée à l’entrée d’agents de pollution dans le plasma, en particulier les particules métalliques qui se détachent des parois internes du réacteur. Le tungstène, un matériau largement utilisé dans les dispositifs de fusion, a été identifié comme l’un des principaux contributeurs à ces polluants.
Afin de comprendre et de contrôler cette phenomenon, les chercheurs ont développé un modèle appelé Boundary Plasma-Wall Interaction Self-Organization (PWSO). Ce modèle a ensuite été testé directement sur EAST en combinant la résonance cyclotronique d'électrons et la méthode de démarrage de gaz chargé initialement. Cette approche s'est avérée capable de réduire l'impact du tungstène sur le bord du plasma.
Avec un taux d'impureté plus contrôlé, le plasma a pu fonctionner dans des conditions stables que les chercheurs ont appelées « zone de densité libre ». Dans ces conditions, le réacteur est capable de dépasser les limites de densité traditionnelles sans déclencher de perturbations ou d'instabilités. Les résultats expérimentaux montrent également une concordance forte avec les prédictions du modèle PWSO.
Ces résultats ont été publiés dans la revue Science Advances et sont considérés comme fournissant de nouvelles orientations pour la conception de réacteurs à fusion à haute densité à l'avenir. Bien que la production d'électricité à fusion commerciale reste un objectif à long terme, cette réalisation est considérée comme capable de répondre à l'un des principaux défis pratiques qui ont jusqu'à présent entravé le développement de la technologie de fusion avec confinement magnétique.
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