Vers des installations de fusion nucléaire plus compactes
Un heureux accident. Des chercheurs allemands de l’institut Max Planck ont découvert un moyen de construire des réacteurs à fusion de moindres dimensions. En gagnant un volume considérable au niveau de l’enceinte de confinement, ils estiment pouvoir doubler le volume de plasma dans un même espace.
Des chercheurs de l’Institut Max Planck de physique des plasmas (IPP), en Allemagne, ont trouvé un moyen de réduire considérablement la distance nécessaire entre les plasmas chauds et la paroi de la cuve. Ces expériences ont été menées avec le tokamak Asdex Upgrade expérimenté à l’IPP de Garching, près de Munich. Un élément central d’ASDEX Upgrade et de toutes les installations modernes de fusion magnétique est le Divertor, qui assure entre autres l’extraction d’effluents gazeux et d’une partie de la chaleur. Pour résister aux températures élevées, les tuiles du divertor d’Asdex Upgrade (comme celles d’Iter à Cadarache) sont en tungstène, l’élément chimique dont la température de fusion est la plus élevée (3422°C).
Sans contre-mesures, 20 % de la puissance de fusion du plasma atteindrait les surfaces des divertors. C’est pourquoi de petites quantités d’impuretés (souvent de l’azote) sont ajoutées au plasma. Celles-ci extraient la majeure partie de son énergie thermique en la convertissant en lumière ultraviolette. Néanmoins, le bord du plasma (la séparatrice) doit être maintenu à une certaine distance du divertor pour le protéger. Jusqu’alors avec Asdex Upgrade, cette distance était d’au moins 25 centimètres (mesurée de la pointe inférieure du plasma – le point X – aux bords du divertor).
Un mouvement accidentel
Les chercheurs de l’IPP ont maintenant réussi à réduire cette distance à moins de 5 centimètres sans endommager le mur. « Nous avons accidentellement déplacé le bord du plasma beaucoup plus près du divertor que nous l’avions prévu », a déclaré Tilmann Lunt, physicien à l’IPP. « Nous avons été très surpris de constater qu’ASDEX Upgrade s’en sortait sans problème », ajoute-t-il. Il en conclut que « le plasma se rapprochant du divertor, le volume de l’enceinte à vide peut être mieux utilisé ». Selon l’IPP, « les premiers calculs montrent que si la forme de l’enceinte était optimale, il serait possible de presque doubler le volume de plasma tout en conservant les mêmes dimensions. Cela permettrait également d’augmenter la puissance de fusion réalisable ».
« Nous sommes en présence d’une découverte importante dans le domaine de la recherche sur la fusion », a déclaré Ulrich Stroth, directeur de la division IPP. ■