12/11/2012 - Le CIEMAT décrit des structures de grande taille dans le plasma clés pour nous rapprocher de la fusion nucléaire

Menéame

La fusion pourrait être une source d’énergie à faible impact environnemental qui ne émet pas de gaz à effet de serre et dont le carburant serait utilisé quasiment inépuisable. Pour obtenir la fusion commercialement rentable, il est indispensable de confiner le plasma dans pièges magnétiques le temps suffisant à des températures de centaines de millions de degrés.

L’équipe de Stellarator TJ-II du CIEMAT Il travaille activement sur ces questions en contribuant à surmonter les obstacles qui subsistent et à résoudre les problèmes physiques en suspens. 

L’un des obstacles à la réalisation de l’objectif de la fusion commerciale est la turbulence qui est généré dans le plasma et qui tend à dégrader son confinement, rendant l’énergie plus rapide. Le TJ-II mène des recherches de pointe sur ce sujet, entre autres d’une grande importance. 

Les turbulences montrent des effets intéressants et surprenants que le TJ-II aide à comprendre. En particulier, les turbulences, bien qu’à petite échelle, génèrent en elles-mêmes de grandes structures capables d’introduire quelque chose d’ordre dans ce système désordonné. 

Les appels flux de zone Ce sont des structures de grande taille - qui peuvent être étendues à l’ensemble du réacteur - qui ont la propriété importante d’améliorer le confinement en réduisant la turbulence du plasma. Grâce aux caractéristiques du TJ-II, son équipe a réalisé une étude approfondie de ces structures, tant du point de vue expérimental que théorique, dont les résultats ont été présentés dans la Conférence de fusion plus important au monde, organisé par l’AIEA, qui s’est tenu à San Diego (Californie, États-Unis) du 8 au 13 octobre. Ces recherches ont pu être réalisées sur le TJ-II grâce aux systèmes de mesure spéciaux installés sur ce dispositif. En outre, le TJ-II est une machine avec une stratégie de confinement magnétique unique, avec des plasmas à très haute viscosité, avec une géométrie très complexe et une forte interaction avec la paroi, ce qui en fait un banc d’essai unique pour ce type d’expériences.

Les flux de zone sont des structures étonnantes qui naissent spontanément de la turbulence. Celle-ci est bien plus petite que ceux-ci et est en partie responsable de la dégradation du confinement dans les dispositifs de fusion. Outre leurs caractéristiques étranges, l’intérêt des flux de zone réside dans leur capacité à améliorer le confinement, en contrebalançant l’effet des turbulences, rendant ainsi plus rentables les futurs réacteurs de fusion.

Les flux géographiques observés dans les plasmas sont semblables à ceux observés sur la planète Jupiter sous forme de bandes horizontales et les recherches des uns et des autres sont liées. Au fil des ans, ils se sont révélés très elusifs et seuls des preuves indirectes de leur existence et de leurs effets ont été trouvées. 

Bien que les flux de zone soient connus depuis longtemps, les chercheurs du CIEMAT ont fourni de nombreuses données nouvelles présentant un grand intérêt. Les résultats de l’étude Laboratoire national de fusion du CIEMAT montrent l’influence des flux de zone sur des phénomènes clés pour obtenir la fusion comme les transitions spontanées vers des régimes de confinement améliorés, où avec la même puissance de chauffage on obtient des plasmas beaucoup plus denses et chauds. De même, les conditions à remplir pour que des flux de zone apparaissent et pour que leur influence positive puisse être mise à profit ont été identifiées. En outre, des caractéristiques importantes de ces structures ont été étudiées dans le TJ-II, ce qui permettra d’évaluer les théories futures qui seront développées pour les expliquer. 

Ces résultats ont été discutés et ont eu un impact considérable lors de la conférence de San Diego.

CIEMAT

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