Le 8 août 2021, une expérience au National Ignition Facility a placé les chercheurs au seuil de l’allumage par fusion, atteignant un rendement de plus de 1,3 mégajoules – 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. . Crédit : John Jett, LLNL.
Le 8 août 2021, une expérience au National Ignition Facility (NIF) du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) a fait un pas important vers l’allumage, atteignant un rendement de plus de 1,3 mégajoules (MJ). Cette avancée place les chercheurs au seuil de l’allumage par fusion, un objectif important du NIF, et ouvre l’accès à un nouveau régime expérimental.
L’expérience a été rendue possible en concentrant la lumière laser du NIF – la taille de trois terrains de football – sur une cible de la taille d’un BB qui produit un point chaud du diamètre d’un cheveu humain, générant plus de 10 quadrillions de watts de puissance de fusion pour 100 des billions de seconde.
“Ces résultats extraordinaires du NIF font progresser la science dont dépend la NNSA pour moderniser nos armes et notre production nucléaires et ouvrent de nouvelles voies de recherche”, a déclaré Jill Hruby, sous-secrétaire d’État à la sécurité nucléaire et administratrice de la NNSA.
La mission centrale du NIF est de fournir des informations et des données expérimentales pour le programme scientifique de gestion des stocks de la NNSA. Les expériences dans la poursuite de l’allumage par fusion sont une partie importante de cet effort. Ils fournissent des données dans un régime expérimental important qui est extrêmement difficile d’accès, approfondissant notre compréhension des processus fondamentaux d’allumage et de combustion par fusion et améliorant nos outils de simulation pour soutenir la gestion des stocks. L’allumage par fusion est également une passerelle importante pour permettre l’accès à des rendements de fusion élevés à l’avenir.
« Ce résultat est un pas en avant historique pour la recherche sur la fusion par confinement inertiel, ouvrant un régime fondamentalement nouveau pour l’exploration et l’avancement de nos missions critiques de sécurité nationale. C’est également un témoignage de l’innovation, de l’ingéniosité, de l’engagement et du courage de cette équipe et des nombreux chercheurs dans ce domaine au fil des décennies qui ont constamment poursuivi cet objectif », a déclaré Kim Budil, directeur du LLNL. “Pour moi, cela démontre l’un des rôles les plus importants des laboratoires nationaux – notre engagement inlassable à relever les grands défis scientifiques les plus importants et les plus importants et à trouver des solutions là où d’autres pourraient être dissuadés par les obstacles.”
Bien qu’une interprétation scientifique complète de ces résultats se produise dans le cadre du processus de revue/conférence à comité de lecture, l’analyse initiale montre une amélioration de 8 fois par rapport aux expériences menées au printemps 2021 et une augmentation de 25 fois par rapport au NIF. Rendement record 2018.
“L’obtention d’un accès expérimental à la combustion thermonucléaire en laboratoire est l’aboutissement de décennies de travaux scientifiques et technologiques s’étalant sur près de 50 ans”, a déclaré Thomas Mason, directeur du laboratoire national de Los Alamos. “Cela permet des expériences qui vérifieront la théorie et la simulation dans le régime de haute densité d’énergie plus rigoureusement que jamais auparavant et permettront des réalisations fondamentales en sciences appliquées et en ingénierie.”
L’expérience s’est appuyée sur plusieurs avancées tirées des connaissances développées au cours des dernières années par l’équipe du NIF, y compris de nouveaux diagnostics ; cibler les améliorations de fabrication dans le hohlraum, l’enveloppe de la capsule et le tube de remplissage ; précision laser améliorée; et des modifications de conception pour augmenter l’énergie couplée à l’implosion et la compression de l’implosion.
«Cette avancée significative n’a été rendue possible que par le soutien soutenu, le dévouement et le travail acharné d’une très grande équipe pendant de nombreuses décennies, y compris ceux qui ont soutenu les efforts de LLNL, les partenaires industriels et universitaires et nos collaborateurs du Laboratoire national de Los Alamos et de Sandia. National Laboratories, le Laboratoire d’énergie laser et d’atome général de l’Université de Rochester », a déclaré Mark Herrmann, directeur adjoint du programme de LLNL pour la physique fondamentale des armes. « Ce résultat s’appuie sur le travail et les succès de toute l’équipe, y compris les personnes qui ont poursuivi la fusion par confinement inertiel dès les premiers jours de notre laboratoire. Ils devraient également partager l’excitation de ce succès.
Pour l’avenir, l’accès à ce nouveau régime expérimental inspirera de nouvelles pistes de recherche et offrira l’opportunité de comparer la modélisation utilisée pour comprendre la proximité de l’inflammation. Les plans pour des expériences répétées sont bien avancés, bien qu’il faudra plusieurs mois pour qu’ils soient exécutés.
