Au début de cette semaine, des chercheurs sur le Tokamak supraconducteur avancé expérimental—surnommé le "soleil artificiel"—à Hefei, en Chine, ont réalisé une avancée en dépassant la limite longtemps acceptée de densité de plasma. Ce jalon prépare le terrain pour des dispositifs de fusion par confinement magnétique plus puissants.
Imaginez une piste de danse cosmique où des particules chargées tournoient à l'intérieur d'une chambre en forme de beignet, maintenues en place par des champs magnétiques puissants. C'est un tokamak en résumé, et la densité de plasma—le nombre de particules entassées dans cet espace—influence directement le taux des réactions de fusion.
Jusqu'à présent, les scientifiques croyaient que la densité de plasma atteignait un plafond : poussez trop de particules, et le plasma se déstabilise, franchit sa "barrière" magnétique et transfère de l'énergie sur les parois internes de l'appareil—risquant des dommages et interrompant l'expérience prématurément.
Dans un effort collaboratif, l'Institut de physique des plasmas aux instituts de sciences physiques de Hefei de l'Académie des sciences de Chine, l'Université Huazhong des sciences et technologies, et l'Université Aix-Marseille en France se sont associés pour résoudre ce mystère. Leurs découvertes ont été publiées cette semaine dans Science Advances.
Des études de longue date suggéraient que la limite de densité avait son origine dans la fine couche limite où le plasma rencontre la paroi du réacteur, mais le déclencheur exact restait insaisissable. Cette équipe a construit un modèle d'interaction plasma-paroi auto-organisé et s'est concentrée sur l'instabilité radiative causée par de minuscules impuretés à la périphérie.
Armés de cet aperçu, ils ont ajusté les conditions de plasma dans le tokamak et l'ont guidé au-delà du prétendu plafond de densité, le dirigeant vers une nouvelle "zone libre de densité." C'est la première fois qu'un tel état a été confirmé dans les expériences de tokamak.
En ouvrant cette zone libre de densité, le travail offre une base physique critique pour un fonctionnement stable, à haute densité dans les futurs réacteurs à fusion. C'est un pas de géant vers la maîtrise de la puissance des étoiles sur Terre.
Pour les régions du Sud global—où les besoins énergétiques sont en croissance rapide—cette avancée pourrait indiquer la voie vers une énergie durable et abondante pour les années à venir.
Reference(s):
"Artificial sun" experiment able to break fusion plasma density limit
cgtn.com
