Image de l’intérieur d’une expérience de confinement magnétique lors d’une décharge plasma. Dans un tokamak, les particules de plasma sont confinées et façonnées par des lignes de champ magnétique qui se combinent pour agir comme une bouteille invisible. Sur la photo, le tokamak sphérique MAST au Culham Center for Fusion Energy (Royaume-Uni), où plus de 30 000 « étoiles » artificielles ont été créées. Photo : CCFE
Le confinement du plasma fait référence au confinement d’un plasma par diverses forces aux conditions extrêmes nécessaires aux réactions de fusion thermonucléaire. Ces conditions existent naturellement dans les étoiles, où elles sont soutenues par la force de gravité. En laboratoire, les chercheurs utilisent des champs magnétiques puissants pour confiner le plasma. Cette stratégie de confinement magnétique peut leur permettre de confiner des plasmas de qualité fusion sur le long terme. Une autre stratégie de confinement repose sur l’inertie de la matière en implosion. Cette stratégie de confinement inertiel a été démontrée sur Terre dans des détonations de bombes à hydrogène et des installations spécialisées. Le confinement inertiel est un domaine de recherche actif. Les laboratoires utilisent des lasers à haute puissance ou des décharges électriques pour comprimer le carburant hydrogène à des densités très élevées pendant des milliardièmes de seconde.
Faits sur le confinement du plasma
- Les plasmas confinés magnétiquement ont atteint des températures 10 fois plus élevées que le cœur de notre soleil.
- ITER sera le premier plasma brûlant au monde. Il vise à générer 500 mégawatts de puissance de fusion, soit 10 fois plus de puissance que ce qui sera injecté. Le NIF est le laser le plus énergétique au monde avec 2 mégajoules d’énergie lumineuse (l’énergie consommée par 20 000 ampoules de 100 watts en une seconde) délivrée en 16 nanosecondes.
Bureau des sciences du DOE : Contributions au confinement du plasma
Le programme Fusion Energy Sciences du Department of Energy Office of Science est la principale source de soutien pour la recherche et le développement de confinement de plasma magnétique aux États-Unis. Le soutien du DOE à l’expérience ITER est au cœur de ces efforts. Une fois terminé, ITER sera la première expérience à étudier des plasmas de fusion nucléaire confinés capables de générer de l’énergie à l’échelle d’une centrale électrique. Ce sera la plus grande expérience scientifique jamais construite par l’humanité. La principale source de soutien pour la recherche sur la fusion par confinement inertiel est la National Nuclear Security Administration du DOE. La fusion par confinement inertiel a un rôle potentiel dans la production d’énergie, mais elle est également essentielle pour la mission principale de la NNSA consistant à garantir un stock nucléaire sûr, sécurisé et efficace pour les États-Unis. La NNSA mène des recherches dans deux installations de fusion par confinement inertiel, la National Ignition Facility et la machine Z.
