Les préamplificateurs du National Ignition Facility sont la première étape pour augmenter l’énergie des faisceaux laser lorsqu’ils se dirigent vers la chambre cible. Crédit : Damien Jemison/LLNL
Les expériences menées en août ont atteint un rendement record de plus de 1,3 mégajoules.
Après des décennies de recherche sur la fusion par confinement inertiel, un rendement record de plus de 1,3 mégajoules (MJ) à partir de réactions de fusion a été atteint en laboratoire pour la première fois lors d’une expérience au Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) National Ignition Facility (NIF) en août. 8, 2021. Ces résultats marquent une amélioration de 8 fois par rapport aux expériences menées au printemps 2021 et une augmentation de 25 fois par rapport au rendement record du NIF en 2018 (Figure 1).
Le NIF guide, amplifie, réfléchit et concentre avec précision 192 faisceaux laser puissants sur une cible de la taille d’une gomme à crayon en quelques milliardièmes de seconde. NIF génère des températures dans la cible de plus de 180 millions de degrés F et des pressions de plus de 100 milliards d’atmosphères terrestres. Ces conditions extrêmes provoquent la fusion des atomes d’hydrogène dans la cible et la libération d’énergie dans une réaction thermonucléaire contrôlée.
Figure 1. Cette image montre le rendement de fusion (mégajoules) de 2011 à aujourd’hui. Crédit : LLNL
La physicienne du LLNL Debbie Callahan discutera de cette réalisation lors d’une session plénière au 63rd Réunion annuelle de la division APS de physique des plasmas. Bien qu’il y ait eu une couverture médiatique importante de cette réalisation, cette conférence représentera la première occasion d’aborder ces résultats et la voie à suivre dans le cadre d’une conférence scientifique.
Atteindre ces rendements élevés est un objectif de longue date pour la recherche sur la fusion par confinement inertiel et place les chercheurs au seuil de l’allumage par fusion, un objectif important du NIF, le laser le plus grand et le plus énergétique au monde.
La communauté de recherche sur la fusion utilise de nombreuses définitions techniques pour l’allumage, mais la National Academy of Science a adopté la définition de « gain supérieur à l’unité » dans une revue de 1997 du NIF, ce qui signifie un rendement de fusion supérieur à l’énergie laser fournie. Cette expérience a produit un rendement de fusion d’environ les deux tiers de l’énergie laser fournie, ce qui est très proche de cet objectif.
L’expérience s’est appuyée sur plusieurs avancées développées au cours des dernières années par l’équipe du NIF, notamment de nouveaux diagnostics ; des améliorations de la fabrication des cibles dans l’enveloppe de la capsule, le tube de remplissage et le hohlraum (un cylindre en or qui contient la capsule cible) ; précision laser améliorée; et des modifications de conception pour augmenter l’énergie couplée à l’implosion et la compression de l’implosion.
Ces avancées ouvrent l’accès à un nouveau régime expérimental, avec de nouvelles pistes de recherche et la possibilité de comparer la modélisation utilisée pour comprendre la proximité de l’inflammation.
Réunion : 63e réunion annuelle de la division APS de physique des plasmas
AR01.00001: Obtenir un plasma brûlant sur le laser du National Ignition Facility (NIF)
