La quête d’une source d’énergie propre, abondante et sûre a conduit les scientifiques à explorer la fusion nucléaire. Ce processus, qui alimente le soleil, consiste à fusionner des noyaux atomiques légers pour libérer une quantité colossale d’énergie. Si nous parvenons à maîtriser cette réaction sur Terre, elle pourrait révolutionner notre approvisionnement énergétique. Récemment, une entreprise américaine, Zap Energy, a annoncé une avancée significative dans ce domaine. Leurs expériences ont démontré la stabilité du plasma, une étape cruciale vers la réalisation d’une énergie de fusion pratique et évolutive.
Un plasma stable sans champs magnétiques
Zap Energy a franchi une étape déterminante en réussissant à confiner un plasma stable sans recourir à des champs magnétiques puissants. Cette approche, novatrice, simplifie considérablement la conception des réacteurs à fusion. Le plasma, un gaz ionisé extrêmement chaud, est le siège des réactions de fusion. Sa stabilité est essentielle pour maintenir la réaction et produire de l’énergie de manière continue. Les expériences menées par Zap Energy ont permis de mesurer l’isotropie de l’énergie des neutrons émis lors de la fusion. Cette isotropie, ou uniformité de l’énergie des neutrons dans toutes les directions, est un indicateur clé d’un plasma bien maîtrisé et d’un processus de fusion efficace.
L’isotropie des neutrons est un élément crucial pour distinguer la fusion thermique de la fusion faisceau-cible. La fusion thermique, où les noyaux d’hydrogène fusionnent sous l’effet de la chaleur et de la pression extrêmes, est le processus recherché pour produire de l’énergie de fusion. Elle se caractérise par l’émission de neutrons isotropes. En revanche, la fusion faisceau-cible, qui se produit lorsque des noyaux d’hydrogène en mouvement rapide entrent en collision avec des noyaux stationnaires, est un signe d’instabilité du plasma et ne permet pas une production nette d’énergie. Les mesures effectuées par Zap Energy ont révélé que les émissions de neutrons étaient presque entièrement isotropes, confirmant ainsi la nature thermique de la fusion dans leur dispositif FuZE.
Le pincement en Z stabilisé par écoulement cisaillé
La technologie de Zap Energy repose sur le principe du pincement en Z stabilisé par écoulement cisaillé. Le pincement en Z est une technique ancienne qui consiste à confiner le plasma en utilisant un courant électrique. Cependant, cette méthode est sujette à des instabilités qui empêchent la fusion de se produire efficacement. Zap Energy a surmonté ce problème en introduisant des écoulements cisaillés dans le plasma. Ces écoulements, qui varient en fonction de la position, permettent de stabiliser le plasma et de prolonger la durée de la réaction de fusion. Cette approche innovante ouvre la voie à des réacteurs à fusion plus compacts et plus efficaces.
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Un réacteur à fusion de nouvelle génération
Forts de ces résultats prometteurs, Zap Energy travaille actuellement à la construction de FuZE-Q, un réacteur à fusion de nouvelle génération. Ce réacteur, basé sur le principe du pincement en Z stabilisé par écoulement cisaillé, devrait permettre d’atteindre des rendements de fusion encore plus élevés. L’objectif ultime est de démontrer la faisabilité de la production d’énergie de fusion à grande échelle. La construction de FuZE-Q représente une étape importante dans cette direction. Les chercheurs de Zap Energy sont optimistes quant à la possibilité de réaliser une énergie de fusion pratique et abordable dans un futur proche.
La mesure de l’isotropie des neutrons revêt une importance historique pour l’approche de fusion de Zap Energy. Le pincement en Z, l’une des plus anciennes techniques de fusion, a connu des déboires dans le passé en raison d’instabilités magnétiques qui conduisaient à une fusion faisceau-cible, et non thermique. En démontrant l’isotropie des neutrons, Zap Energy a confirmé que son approche permet de surmonter ces difficultés et d’atteindre une fusion véritablement thermique. Cette percée redonne espoir à la filière du pincement en Z et ouvre la voie à de nouvelles perspectives pour l’énergie de fusion.
