Pour la première fois dans l’histoire de l’humanité, des scientifiques ont réalisé un allumage par fusion nucléaire dans un environnement de laboratoire et créé une réaction qui a généré plus d’énergie que la quantité déclenchée par les lasers pour démarrer le processus. Cette réalisation – également connue sous le nom de rentabilité énergétique scientifique – est un moment historique dans le domaine de la technologie de fusion, qui pourrait un jour fournir une alternative propre et théoriquement quasi illimitée aux combustibles fossiles.
Au cours de l’expérience du 5 décembre, une équipe de scientifiques du National Ignition Facility (NIF) en Californie a dirigé 192 faisceaux laser individuels pour tirer plus de 2 millions de joules d’énergie ultraviolette sur une minuscule capsule de combustible nichée au cœur d’une machine de la taille de un « stade des sports ». Selon le communiqué de presse du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), qui dirige le NIF, l’installation est « le système laser le plus grand et le plus énergétique de la planète.
« Nous avons une compréhension théorique de la fusion depuis plus d’un siècle, mais le cheminement de la connaissance à l’action peut être long et ardu », a commenté le Dr Arati Prabhakar, conseiller en chef du président américain pour la science et la technologie et directeur du bureau de la Maison Blanche. de la politique scientifique et technologique dans le communiqué. « Le jalon d’aujourd’hui montre ce que nous pouvons faire avec persévérance. »
BREAKING NEWS : Il s’agit d’une annonce qui se prépare depuis des décennies.
Le 5 décembre 2022, une équipe du DOE’s @Livermore_Lab est entré dans l’histoire en réalisant l’allumage par fusion.
Cette percée changera à jamais l’avenir de l’énergie propre et de la défense nationale américaine. pic.twitter.com/hFHWbmCNQJ
– Département américain de l’énergie (@ENERGY) 13 décembre 2022
Les lasers ont été tirés sur une capsule de combustible de la taille d’un pois pour déclencher une réaction de fusion, dans laquelle une paire de noyaux plus légers se combinent pour créer un seul noyau plus lourd – un processus qui a le potentiel de libérer une énorme quantité d’énergie. C’est essentiellement l’opposé du processus qui alimente les centrales nucléaires conventionnelles, dans lequel les noyaux atomiques sont divisés afin de produire de l’énergie.
L’un des principaux avantages du concept de production d’électricité par fusion est qu’il est extrêmement propre, d’un point de vue environnemental, le seul sous-produit étant de petites quantités d’hélium gazeux inoffensif. De plus, le combustible qui serait probablement utilisé dans les futures centrales de fusion nucléaire à grande échelle – une combinaison de deutérium et de tritium – est incroyablement abondant et durerait « plusieurs milliers d’années », selon l’Autorité britannique de l’énergie atomique.
L’objectif final de l’expérience était de manifester une réaction de fusion qui générerait plus d’énergie que la quantité tirée par la multitude de lasers qui ont déclenché la réaction.
Selon le communiqué de presse, l’énergie des lasers, lorsqu’elle est focalisée sur une zone minuscule, est capable de faire imploser la capsule, générant ainsi « des températures et des pressions comme celles dans les noyaux des étoiles et des planètes géantes, et à l’intérieur qui explosent ». armes nucléaires. »
L’expérience a été un succès historique, l’équipe franchissant le seuil d’allumage et enregistrant 3,15 mégajoules (MJ) d’énergie produite par rapport aux 2,05 MJ d’énergie tirée sur la capsule par les lasers.
« La poursuite de l’allumage par fusion en laboratoire est l’un des défis scientifiques les plus importants jamais relevés par l’humanité, et y parvenir est un triomphe de la science, de l’ingénierie et, surtout, des gens », a déclaré le directeur du LLNL, le Dr Kim Budil dans le communiqué de presse. » Franchir ce seuil est la vision qui a conduit 60 ans de poursuite dévouée – un processus continu d’apprentissage, de construction, d’élargissement des connaissances et des capacités, puis de trouver des moyens de surmonter les nouveaux défis qui ont émergé. «
Cependant, les experts avertissent que la technologie de fusion nucléaire est encore loin d’être un moyen commercialement viable d’alimenter notre civilisation dépendante de la technologie. Comme expliqué dans un article de la revue Nature, il a été rapporté que, bien que l’expérience ait créé plus d’énergie que ce qui lui était tiré par les lasers, lesdits lasers devaient consommer 322 MJ d’énergie pour fournir leur charge utile ultraviolette.
Il a également été noté que l’expérience du 5 décembre n’était pas conçue pour être économe en énergie, mais pour être une preuve de concept, sur laquelle les futurs programmes axés sur l’énergie propre pourraient s’appuyer.
« Je ne veux pas vous donner l’impression que nous allons brancher le NIF sur le réseau : ce n’est certainement pas ainsi que cela fonctionne », a déclaré Budil lors d’une conférence de presse à Washington DC (via Nature). « Mais c’est la pierre angulaire d’un système d’alimentation par fusion à confinement inertiel. »
Quoi qu’il en soit, l’expérience a prouvé que les réactions de fusion nucléaire – le même processus qui alimente le Soleil – peuvent être déclenchées sur Terre et qu’elles ont la capacité de produire une plus grande quantité d’énergie que celle qui leur est envoyée pour déclencher le processus. Il reste peut-être un long chemin à parcourir, mais l’expérience du 5 décembre a été un moment important dans la quête en cours pour créer une alternative aux combustibles fossiles à énergie propre et à fusion.
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Crédit d’image : Laboratoire national Lawrence Livermore
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