Un physicien des plasmas explique ce qui se passe après la percée de la fusion nucléaire de cette semaine

Tammy Ma était sur le point de monter à bord d’un avion à l’aéroport international de San Francisco lorsqu’elle a reçu l’appel de sa vie. Elle est physicienne des plasmas au National Ignition Facility (NIF), le laser le plus grand et le plus énergétique au monde. Une expérience à l’installation venait d’accomplir une percée dans la fusion nucléaire que les scientifiques tentent de réaliser depuis des décennies.

« J’ai éclaté en sanglots et je sautais de haut en bas dans la salle d’attente », a déclaré Ma aux journalistes lors d’une séance d’information technique sur la réalisation à Washington, DC, cette semaine.

Très tôt ce matin-là – 1 h 03 le 5 décembre – le NIF a tiré 192 faisceaux laser sur une minuscule cible remplie de carburant et a réalisé un « allumage par fusion » dans un cadre contrôlé pour la première fois sur Terre. Cela signifie qu’ils ont pu générer plus d’énergie grâce à la fusion nucléaire que l’énergie laser utilisée pour déclencher la réaction. En produisant des réactions de fusion en laboratoire, Ma et ses collègues recréent essentiellement la façon dont les étoiles génèrent de l’énergie. Et un jour – bien que probablement dans des décennies – ce processus pourrait alimenter notre monde avec une énergie propre et théoriquement illimitée.

Le bord a un explicateur sur la fusion nucléaire et la percée avec allumage qui a eu lieu cette semaine. Nous avons également interviewé Ma, qui dirige l’Initiative institutionnelle sur l’énergie de fusion inertielle au Lawrence Livermore National Laboratory. Consultez notre conversation pour en savoir plus sur son travail et sur les percées à venir après l’allumage.

Cette interview a été modifiée pour plus de longueur et de clarté.

Comment décririez-vous votre travail quotidien au Lawrence Livermore National Laboratory ?

Soyons honnêtes. Nous avons maintenant cet ensemble de données de la dernière décennie que nous construisons, donc ce n’est pas comme si nous tirions de nouvelles idées de l’air. Mais vous savez, comment pouvons-nous améliorer la dernière série d’expériences ? Quels changements de conception voulons-nous faire ?

Nous travaillons avec les scientifiques du laser pour essayer de définir la meilleure impulsion laser que nous pouvons utiliser. Nous devons travailler avec des spécialistes des matériaux pour développer les matériaux pour les cibles dont nous avons besoin. Nous travaillons avec des expérimentateurs qui doivent régler tous nos instruments de diagnostic pour capturer exactement le sursaut de neutrons lorsqu’il sort. Nous avons certaines des caméras à rayons X les plus rapides au monde, ce qui nous permet d’enregistrer ce qui se passe en temps réel. Donc au total, c’est une équipe énorme qui rassemble tout ça.

Mon rôle particulier en ce moment, cependant, est en fait d’essayer de passer à la prochaine étape de l’énergie de fusion. Nous avons essayé de préparer, vous savez, après avoir obtenu l’allumage, comment pouvons-nous capitaliser sur cette grande découverte ? Et maintenant nous sommes ici.

Comment ça s’est passé d’apprendre que votre labo avait réussi l’allumage ?

C’était incroyable parce que le NIF fonctionne 24 heures sur 24, 7 jours sur 7 – nous faisons des expériences tous les jours. Et c’est juste construit sur des décennies de travail, n’est-ce pas? Et j’ai beaucoup de chance d’être ici en ce moment. Mais il y a eu des géants qui nous ont précédés. Et je ne suis toujours pas sûr que ce soit complètement intégré pour le moment que nous y soyons parvenus. C’est excitant.

Et quand essaierez-vous d’y parvenir à nouveau ?

Nous allons continuellement essayer non seulement de répéter le tir, mais aussi de mettre en œuvre des améliorations à l’avenir. Nous essayons continuellement d’améliorer la qualité des cibles, ce qui fait une énorme différence. Nous prévoyons de continuer à augmenter l’énergie laser à l’avenir. Toutes les deux semaines, nous faisons de nouvelles expériences.

Quels défis doivent être surmontés ensuite?

Nous devons également développer de nombreuses technologies sous-jacentes qui soutiendront une centrale à fusion à l’avenir. Mais cela signifie des cibles moins chères que nous générons à haut volume et qui sont très robustes et de bonne qualité. Apporter des lasers qui peuvent fonctionner à un taux de répétition élevé. Le NIF ne tire qu’une fois toutes les quatre à huit heures environ. Mais il est prévu qu’une centrale à fusion devrait tirer 10 fois par seconde ou plus. Donc, vous pouvez imaginer, nous devons trouver un moyen d’accélérer tout. C’est un grand défi. Et donc nous devons travailler non seulement avec une énorme équipe au laboratoire, mais nous travaillons avec des universités et des universités. Le secteur privé s’y intéresse également. Et nous avons donc besoin de toute cette expertise pour se réunir et y arriver.