Des chercheurs du ministère américain de l’énergie (DOE) ont annoncé qu’ils avaient trouvé un moyen de rendre des aimants puissants beaucoup plus petits que ce qui était possible auparavant. Cela pourrait avoir des avantages majeurs pour le développement des réacteurs à fusion nucléaire.

Dans le processus de fusion, des noyaux atomiques sont fusionnés dans un réacteur, ce qui libère d’énormes quantités d’énergie ; c’est le processus inverse des centrales nucléaires actuelles, où les noyaux sont divisés.

Cependant, pour que les noyaux fusionnent, une énorme quantité de chaleur est nécessaire. Pour déclencher la réaction, les scientifiques doivent chauffer les particules à 150 millions de degrés Celsius, ce qui les amène à former un plasma, un gaz chargé électriquement. Lorsque le plasma est suffisamment chaud, les noyaux atomiques commencent à fusionner.

Pour contrôler cette soupe atomique hyper chaude, des champs magnétiques extrêmement puissants sont nécessaires. C’est pourquoi la technologie des aimants du DOE pourrait constituer une avancée majeure.

Les tokamaks sphériques

Les scientifiques ont découvert une nouvelle méthode pour construire des aimants supraconducteurs qui fonctionnent à haute température. Ils sont fabriqués dans un matériau qui n’offre pratiquement aucune résistance à l’électricité, même à haute température. Et grâce à cette technique, les aimants pourraient être construits beaucoup plus petits.

Il sera ainsi plus facile de les intégrer dans des tokamaks sphériques, des réacteurs expérimentaux à fusion nucléaire dans lesquels le plasma peut être contrôlé à l’aide de champs magnétiques puissants afin de fusionner des noyaux atomiques.

La plupart des tokamaks actuellement utilisés pour des expériences sont toroïdaux, mais des aimants plus petits faciliteraient l’utilisation de réacteurs sphériques. Et cela devrait offrir un certain nombre d’avantages.

Des réacteurs plus petits et moins chers

Tout d’abord, les aimants seront distincts des autres machines dans la cavité centrale du tokamak. Cela signifie que les ingénieurs pourraient les réparer sans avoir à démonter d’autres parties du réacteur.

« Pour ce faire, il faut un aimant doté d’un champ magnétique plus puissant et d’une taille plus petite que les aimants actuels », a déclaré Yuhu Zhai, l’un des principaux auteurs de l’article décrivant le fonctionnement de cette technologie. « La seule façon de le faire est d’utiliser des aimants supraconducteurs et c’est ce que nous avons fait ».

Cette technologie permettrait également de réduire la taille des réacteurs, ce qui pourrait améliorer les performances, tout en réduisant les coûts de construction et d’exploitation.

En outre, les aimants pourraient, en théorie du moins, permettre aux tokamaks de prendre différentes formes, ce qui faciliterait leur installation sur différents terrains.

MB