La fusion nucléaire par laser marque une nouvelle avancée

Le LLNL étudie la génération d’une réaction de fusion à partir d’un combustible adapté et de puissants rayons laser. Depuis longtemps, les chercheurs considèrent comme le «Saint Graal» le fait de réussir à générer au moins autant d’énergie de fusion, voire plus, que l’énergie nécessaire à la réaction, explique le LLNL. Pour la première fois, les scientifiques ont réussi à obtenir la même quantité d’énergie que celle qui avait été absorbée par le combustible. Exprimée en chiffres, la réaction de fusion a ainsi généré une énergie de 17 kJ. Mais cela ne représente qu’une infime partie de l’énergie nécessaire au fonctionnement des 192 lasers au total, soit 1,9 MJ. Seul un dixième de cette énergie a été absorbé par la capsule de combustible, et encore un dixième de celle-ci a réellement circulé dans le combustible. C’est pourquoi les chercheurs estiment que le bilan énergétique positif s’applique uniquement pour le niveau d’énergie le plus bas.

Les scientifiques du NIF étudient la fusion dite par confinement inertiel. En d’autres termes, contrairement aux installations du type tokamak ou stellarator, qui consistent à contrôler un plasma à l’aide de champs magnétiques et à le chauffer jusqu’à atteindre une réaction de fusion, ce sont les rayons laser et les rayons de particules qui créent ici les conditions permettant la réaction de fusion. Dans le NIF, le combustible se trouve à l’intérieur d’une capsule en plastique d’environ 2 mm de diamètre placé dans un cylindre ouvert en or. Un agencement complexe d’amplificateurs génère 192 faisceaux laser haute puissance dirigés vers les orifices du cylindre. La gaine extérieure de la capsule s’évapore alors presqu’instantanément, ce qui provoque l’apparition d’une onde de choc centripète. Le combustible, composé d’un mélange de deutérium et de tritium, fait alors l’objet d’une compression et d’un échauffement. Si la densité et la température sont suffisantes, les noyaux atomiques du plasma ainsi généré commencent à fusionner. En théorie, les particules alpha apparues continuent de chauffer le plasma et maintiennent ainsi le processus de fusion. Mais les expériences antérieures ne sont pas parvenues à ce résultat, et les chercheurs ont dû modifier, avec succès, le procédé de chauffe.

L’article scientifique sur le sujet, intitulé «Fuel gain exceeding unity in an inertially confined fusion implosion», est paru le 12 février 2014 dans le journal «Nature» (doi:10.1038/nature13008).