Le MIT travaille sur le projet depuis un certain temps: une source d’énergie révolutionnaire à zéro émission, un réacteur à fusion nucléaire compact appelé SPARC. Aujourd’hui, l’équipe chargée de définir et d’affiner la physique derrière l’avion déclare, après plusieurs mois de recherche, que le concept est “très susceptible de fonctionner”. L’une des sources d’énergie les plus prometteuses sera-t-elle disponible «bientôt»?

Il y a deux ans et demi, le MIT a conclu un accord avec la start-up Commonwealth Fusion Systems pour développer un réacteur à fusion de nouvelle génération, appelé SPARC. La recherche en physique théorique autour de ce projet – sept articles au total, rédigés par 47 chercheurs de 12 institutions – est très encourageante. ” Dans l’ensemble, les travaux progressent sans heurts et sur la bonne voie Dit Martin Greenwald, directeur adjoint du Plasma Science and Fusion Center au MIT et chef de projet.

Un concept validé par une recherche approfondie

Le projet est donc en bonne voie de se concrétiser. Aucun obstacle imprévu n’est encore apparu au cours des différentes étapes de son développement, ce qui renforce la confiance de l’équipe dans l’accomplissement de sa mission. La technologie promet de devenir un jour un moyen sûr et propre de générer de l’énergie en fusionnant des noyaux atomiques, tout comme les réactions qui ont lieu au cœur du Soleil.

SPARC est l’un des plus grands projets privés dans le domaine de la fusion, et aussi le premier du genre: ce réacteur “à plasma chaud” est conçu pour fusionner différents isotopes de l’élément hydrogène pour former de l’hélium, sans personne d’autre. réserve d’énergie. L’étude du comportement de ce plasma brûlant est considérée comme cruciale pour entrer dans la phase suivante: le développement d’un prototype fonctionnel d’une centrale électrique pratique et génératrice d’énergie. L’avantage de ces centrales à fusion? Ils pourraient réduire considérablement les émissions de gaz à effet de serre du secteur de la production d’électricité, une source majeure de cette pollution dans le monde.

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À l’origine, les chercheurs ils se sont donné quinze ans pour atteindre leur objectif; des recherches récemment publiées suggèrent que ce calendrier pourrait être respecté. ” Cette série d’articles fournit un haut niveau de confiance dans la physique des plasmas et les prévisions de performances pour SPARC », Souligne Greenwald. Il ajoute que cette recherche théorique permettra également de répondre à des questions relatives au projet technique au fur et à mesure de son déroulement.

Au total, sept articles scientifiques, publiés dans le Journal de physique des plasmas, décrivent les fondements physiques théoriques et empiriques du nouveau système de fusion, que le consortium a l’intention de commencer à construire l’année prochaine. L’équipe projet a donc une base solide pour le fonctionnement de l’appareil une fois construit. Pour ces scientifiques, c’est aussi l’occasion de faire avancer ce travail d’envergure qui pourrait un jour révolutionner le secteur de l’énergie: ” C’est notre première occasion de raconter notre histoire, de la faire réviser, d’obtenir le sceau d’approbation et de la partager dans la communauté. », Explique Greenwald.

Performances comparables à ITER

Jusqu’à présent, seuls des changements mineurs ont été apportés à la conception générale. Par exemple, le diamètre du tokamak a été augmenté d’environ 12%, mais Greenwald souligne que peu de choses ont changé à part cela. Et pour cause: outre les contraintes mécaniques et thermiques inhérentes à la machine, la moindre modification pourrait affecter ses performances!

Grâce aux avancées dans le domaine des aimants supraconducteurs, l’équipe espère atteindre des performances avec sa machine compacte comparables à celles de réacteurs beaucoup plus grands, comme le gigantesque réacteur ITER (Réacteur expérimental thermonucléaire international) de Cadarache, dont l’assemblage a commencé en juillet. Ces aimants sont utilisés pour contenir les réactions à haute pression extrêmement chaudes qui ont lieu à l’intérieur du réacteur, l’un des plus grands défis de la fusion. De nouveaux types d’aimants supraconducteurs permettent la construction de systèmes de fusion plus petits.

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Selon les calculs de l’équipe, SPARC devrait être capable de produire deux fois l’énergie de fusion nécessaire pour générer la réaction. Un vrai exploit, car ce serait la première fois qu’un plasma de fusion de quelque nature que ce soit produirait plus d’énergie qu’il n’en consomme. De plus, la théorie suggère qu’il serait même possible de générer dix fois ce montant! Mais il reste encore beaucoup à faire avant de pouvoir le confirmer.

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Alors que ce premier travail établit la base physique sous-jacente du SPARC, la recherche se poursuit pour identifier les éléments de conception finaux de la machine et définir les procédures opérationnelles et les tests qui seront impliqués au fur et à mesure de la progression de la centrale. Parmi les détails techniques qui doivent encore être clarifiés, il y a les meilleurs moyens de fournir de la puissance et du carburant à l’avion, de couper l’alimentation, de gérer les transitoires thermiques ou de puissance soudains et aussi, comment et où mesurer les paramètres clés pour surveiller le fonctionnement de l’avion. voiture?

Les limites imposées par la pandémie COVID-19 ont un peu ralenti l’avancement du projet, mais Greenwald n’est pas inquiet: ” Non.Nous visons toujours à démarrer la construction vers juin 2021 Le MIT espère achever son réacteur compact dans les trois à quatre prochaines années, avec pour objectif ultime de produire de l’électricité d’ici 2035.

Sources: Journal de physique des plasmas est AVEC

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