Fusion nucléaire au laser : la rentabilité à portée de main ?

27 Nov 2020 - Carlito

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Crédits : BarbaraJackson / Pixabay.

Les chercheurs nucléaires américains en sont convaincus : ils y sont presque. Au Laboratoire Lawrence Livermore, la recherche sur la fusion nucléaire avance à grand pas. Le LNLL comprend le National Ignition Facility (NIF) : cet instrument de dix mètres de diamètre tente, depuis 2010, de réaliser une fusion nucléaire rentable au moyen d’un laser. Dans le domaine de la fusion nucléaire, il permet ce que les physiciens qualifient de confinement inertiel au laser (le même principe repris par le Docteur Octopus dans le film Spiderman 2). Il aborde la fusion nucléaire à la manière d’un moteur à combustion et se distingue ainsi des tokamaks comme le futur réacteur français ITER, des fours en forme de donut relevant du confinement magnétique. Ces derniers emploient des champs électromagnétiques monstrueusement puissants pour élever la température et la pression et ainsi générer du plasma nécessaire à la fusion d’atomes d’hydrogène (H), de deutérium (¹H) et de tritium (³H).

Le NIF, lui, se contente de bombarder une capsule remplie d’atomes d’hydrogène à l’aide de 192 faisceaux laser. Cette capsule est contenue dans un minuscule tube en or, appelé un « hohlraum ». Quand il reçoit les décharges laser, il produit une grande quantité de rayons X, qui viennent chauffer la capsule et son contenu à des dizaines de millions de degrés et des pressions de milliards d’atmosphères. Ce dispositif n’a, jusqu’ici, jamais permis de former même un « plasma brûlant », un état intermédiaire avant la véritable réaction de fusion nucléaire désirée. Cependant, les chercheurs en charge du NIF disent récemment s’en être approchés au plus près. Tandis que le NIF ne génère généralement pas plus de 60 kilojoules (contre 2 Mégajoules nécessaires pour les lasers), il a atteint, il y a peu, un pic de 100 kJ. Désormais, pour produire ce « plasma brûlant » de manière contrôlée et progresser d’un pas de géant vers la rentabilité du processus, les chercheurs expérimenteraient de nombreuses pistes : changer la forme du hohlraum, tester une capsule à double couche pour piéger encore plus de rayons X ou encore augmenter la puissance des lasers à 3 MJ.

L’équipe a désormais besoin que l’Agence nationale de sécurité nucléaire (NNSA) des États-Unis leur permettent de continuer leurs recherches. La décision – qui tendrait plutôt à favoriser l’utilisation de leur instrument de recherche comme engin d’examen des tests nucléaires – devrait tomber incessamment sous peu.

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