Générer une énergie sans fin avec zéro émission en claquant simplement des atomes d'hydrogène ensemble a été quelque peu un rêve de pipe depuis des décennies. Maintenant, les scientifiques peuvent se rapprocher un peu plus de la puissance de fusion réalisable, grâce à une expérience futuriste et à des dizaines de pistolets à plasma.
Dix-huit des 36 pistolets à plasma sont en place sur la machine, ce qui pourrait faire de l'énergie de fusion une réalité. Ces armes sont les éléments clés de l'expérience Pliner Liner (PLX) du Los Alamos National Laboratory, qui utilise une nouvelle approche du problème. PLX, s'il fonctionne, combinera deux méthodes existantes de claquement des atomes d'hydrogène à proton unique pour former des atomes d'hélium à deux protons. Ce processus génère d'énormes quantités d'énergie par grain de carburant, bien plus que la division d'atomes lourds (fission). L'espoir est que la méthode mise au point dans PLX enseignera aux scientifiques comment créer cette énergie suffisamment efficacement pour en valoir la peine dans le monde réel.
La promesse de la fusion est qu'elle produit des tonnes d'énergie. Chaque fois que deux atomes d'hydrogène fusionnent en hélium, une petite partie de leur matière se transforme en beaucoup d'énergie.
Le problème de la fusion est que personne n'a compris comment générer cette énergie de manière utile.
Les principes sont assez simples, mais l'exécution est le défi. À l'heure actuelle, il existe de nombreuses bombes à fusion d'hydrogène dans le monde qui peuvent libérer toute leur énergie en un éclair et se détruire (et tout le reste autour pendant des kilomètres). L'enfant occasionnel parvient même à construire un petit réacteur de fusion inefficace dans sa salle de jeux. Mais les réacteurs à fusion existants absorbent plus d'énergie qu'ils n'en créent. Personne n'a encore réussi à créer une réaction de fusion contrôlée et soutenue qui crache plus d'énergie que n'en consomme la machine qui crée et contient la réaction.
La première des deux méthodes combinées par PLX est appelée confinement magnétique. C'est ce qui est utilisé dans les réacteurs à fusion appelés tokamaks, qui utilisent des aimants puissants pour suspendre le plasma ultradense surchauffé des atomes de fusion à l'intérieur de la machine afin qu'il continue à fusionner et ne s'échappe pas. Le plus gros d'entre eux est ITER, une machine de 25 000 tonnes (23 000 tonnes) en France. Mais ce projet a connu des retards et des dépassements de coûts, et même des projections optimistes suggèrent qu'il ne sera pas achevé avant les années 2050, comme l'a rapporté la BBC en 2017.
La deuxième approche est appelée confinement inertiel. Lawrence Livermore National Laboratory, une autre installation du Département de l'énergie, possède une machine appelée National Ignition Facility (NIF) qui emprunte cette voie vers la fusion. Le NIF est fondamentalement un très gros système pour tirer des lasers super puissants sur de minuscules piles à combustible contenant de l'hydrogène. Lorsque les lasers frappent le carburant, l'hydrogène se réchauffe et, piégé dans la pile à combustible, fond. Le NIF est opérationnel, mais il ne génère pas plus d'énergie qu'il n'en utilise.
PLX, selon une déclaration de l'American Physical Society (APS), est un peu différent de ces deux. Il utilise des aimants pour contenir son hydrogène, comme un tokamak. Mais cet hydrogène est amené à des températures et des pressions de fusion par des jets de plasma chauds sortant des pistolets disposés autour de la chambre sphérique de l'appareil, utilisant les pistolets au lieu de lasers comme ceux utilisés au NIF.
Les physiciens à la tête du projet PLX ont fait quelques premières expériences en utilisant les 18 canons déjà installés, selon APS. Ces expériences ont offert aux chercheurs des données précoces sur le comportement des jets de plasma lorsqu'ils entrent en collision à l'intérieur de la machine, et les chercheurs ont présenté ces données hier (21 octobre) lors de la réunion annuelle de la division APS de la physique des plasmas à Fort Lauderdale, en Floride. Ces données sont importantes, selon les chercheurs, car il existe des modèles théoriques contradictoires sur la façon dont le plasma se comporte exactement lorsqu'il entre en collision dans ce type de collisions.
Los Alamos a déclaré que l'équipe espérait installer les 18 pistolets restants au début de 2020 et mener des expériences en utilisant la batterie complète de 36 pistolets à plasma d'ici la fin de cette année.
