Qu'est-ce que la fusion magnétique de confinement?

La fusion magnétique de confinement est une approche de la fusion nucléaire qui implique de suspendre un plasma (gaz ionisé) dans un champ magnétique et d'augmenter sa température et sa pression à des niveaux élevés.La fusion nucléaire est un type d'énergie nucléaire produite lorsque les noyaux atomiques légers - l'hydrogène, le deutérium, le tritium ou l'hélium - sont fusionnés ensemble à de grandes températures et pressions.Toutes les Suns Light et la chaleur proviennent de réactions de fusion nucléaire en cours dans son noyau.C'est à travers cela que le soleil peut exister - la pression extérieure des réactions de fusion équilibre la tendance à l'effondrement gravitationnel.

Bien que l'humanité ait exploité l'énergie de fission - se séparer les noyaux lourds - pour l'énergie nucléaire, le pouvoir de fusion réussi nous échappe toujours.Jusqu'à présent, chaque tentative de génération de puissance de fusion consomme plus d'énergie qu'elle ne le produit.La fusion magnétique de confinement est l'une des deux approches populaires de la fusion nucléaire - l'autre est la fusion de confinement inertielle, qui implique de bombarder un culot de carburant avec des lasers à grande puissance.Il existe actuellement un projet de plusieurs milliards de dollars qui poursuit chaque voie - la facilité nationale d'allumage aux États-Unis poursuit la fusion de confinement inertiel, et le réacteur expérimental thermonucléaire international, un projet international, poursuit la fusion de confinement magnétique.

Des expériences dans la fusion du confinement magnétique ont commencé en 1951, lorsque Lyman Spitzer, physicien et astronome, a construit le stellerator, un dispositif de confinement de plasma en forme de huit.Une percée majeure est survenue en 1968, lorsque les scientifiques russes ont présenté la conception de Tokamak au public, un tore qui serait la conception de plus de dispositifs de fusion de confinement magnétiques à venir.En 1991, il y a eu un autre pas en avant avec la construction du démarrage (petit rapport d'aspect serré Tokamak) au Royaume-Uni, un sphhéromak ou un tokamak sphérique.Les tests ont montré que cet appareil était environ trois fois meilleur que la plupart des tokamaks pour lancer des réactions de fusion, et les sphhéromaks continuent d'être un domaine d'investigation en cours dans la recherche en fusion.

Pour que les réactions de fusion soient efficaces, le centre d'un réacteur Tokamakdoit être chauffé à des températures d'environ 100 millions de Kelvin.À des températures aussi élevées, les particules ont une énergie cinétique énorme et essaient constamment de s'échapper.Une recherche de fusion compare le défi de la fusion magnétique de confinement à celle de la pressage d'un ballon - si vous appuyez dur d'un côté, il sort simplement sur un autre.Dans la fusion magnétique de confinement, cette épargnage provoque une collision de particules à haute température avec la paroi du réacteur, grattant les bits de métal dans un processus appelé pulvérisation.Ces particules absorbent l'énergie, abaissant la température totale du plasma confiné et rendent la réalisation de la bonne température difficile.

Si le pouvoir de fusion pouvait être maîtrisé, il pourrait devenir une source d'énergie inégalée pour l'humanité, mais même les chercheurs les plus optimistes ne s'attendent pas à la production d'électricité commerciale avant 2030.