La Corée du Sud a franchi une étape importante vers la fusion nucléaire durable en modernisant son « soleil artificiel », baptisé KSTAR, pour qu’il puisse résister à des températures six fois supérieures à celles du centre du soleil. Cette modernisation devrait contribuer au plus grand projet de fusion nucléaire au monde, ITER, auquel participent 35 pays, dont les États-Unis.
Qu’est-ce que la fusion nucléaire ?
La fusion nucléaire, un processus qui crée de l’énergie en combinant deux atomes en un seul atome plus grand, est une source d’énergie prometteuse, similaire à la façon dont notre soleil produit de l’énergie.
Contrairement à la fission nucléaire, actuellement utilisée dans le secteur énergétique, la fusion ne nécessite pas de ne génère pas de déchets radioactifs et offre un efficacité énergétique nettement supérieureElle produit trois à quatre fois plus d’énergie. De plus, elle n’émet pas de dioxyde de carbone, réduisant ainsi les impacts environnementaux.
Les approches permettant d’atteindre la fusion nucléaire comprennent l’utilisation de lasers et confinement magnétique.
Dans le confinement magnétique, des dispositifs tels que tokamakDes chambres de confinement magnétique en forme de beignet sont utilisées. Ces dispositifs utilisent de puissants aimants pour contenir un plasma très chaud, le quatrième état de la matière, créé lorsque les atomes sont chauffés à des températures extrêmes. Cependant, reproduire les conditions de fusion sur Terre nécessite des températures environ six fois supérieures à celles du centre du Soleil.
LE KSTAR (Korean Superconducting Tokamak Advanced Research), également connu sous le nom de « soleil artificiel » coréen, est un de ces dispositifs qui utilise le confinement magnétique.
Un grand pas en avant
LE déviateurélément clé d’un réacteur à fusion, c’est la partie du dispositif en contact direct avec le plasma résultant de la réaction de fusion. Sa fonction principale est d’évacuer les produits de la réaction, permettant ainsi maintenir les conditions nécessaires pour prolonger la réaction de fusion.
Initialement équipé d’un divertor en carboneLe KSTAR a récemment été amélioré en remplaçant ce composant par un divertor en tungstène. Le choix du tungstène repose sur ses propriétés physiques exceptionnelles qui le rendent adapté à cette application spécifique. En tant que métal, le tungstène a un point de fusion élevé, ce qui signifie qu’il peut résister aux températures extrêmes générées par le plasma de fusion.
Plus précisément, lorsque le plasma composé d’ions et d’électrons chargés positivement entre en contact avec le divertor en tungstène, les atomes de tungstène les plus massifs sont plus susceptibles de réfléchir les particules de plasma sur leur surface. Cela a pour effet de minimiser la perte d’énergie du plasma, ce qui permet à la réaction de fusion de se maintenir pendant des périodes plus longues.
En optant pour un divertor en tungstène, le KSTAR cherche donc à améliorer la durée et l’efficacité globale de son fonctionnement. Les ingénieurs, qui sont désormais capables de faire fonctionner la structure pendant 30 secondes à des températures de 100 millions de degrés Celsius, se fixent désormais l’objectif ambitieux d’atteindre 300 secondes d’ici fin 2026.
Ces avancées contribueront à fournir des données cruciales pour le développement et l’optimisation de la Projet ITERle plus grand tokamak du monde, actuellement en construction en France, avec des plans de production du premier plasma en 2025 et des opérations à grande échelle à partir de 2035.
En conclusion, l’amélioration du « soleil artificiel » coréen, KSTAR, représente un pas de géant vers la réalisation d’une fusion nucléaire durable. En intégrant un divertor en tungstène capable de résister à des températures extrêmes et d’améliorer l’efficacité du confinement du plasma, KSTAR ouvre la voie à des avancées significatives dans la durée et la stabilité des réactions de fusion. Ces développements sont non seulement prometteurs pour KSTAR, mais fournissent également des informations cruciales pour le projet ITER, qui vise à démontrer la faisabilité de la fusion nucléaire à grande échelle. Alors que le monde recherche des solutions énergétiques plus propres et plus efficaces, les progrès de la fusion nucléaire, illustrés par les efforts autour de KSTAR et ITER, offrent un espoir tangible pour l’avenir de l’énergie durable.
