Fusion Power: Produire de l'électricité en utilisant la chaleur des réactions de fusion nucléaire

Par Fouad Sabry

Qu'est-ce que l'énergie de fusion

L'énergie de fusion est une sorte de production d'énergie qui a été suggérée ces dernières années et qui produirait de l'électricité en utilisant la chaleur produite par les processus de fusion nucléaire. Au cours du processus de fusion nucléaire, deux noyaux atomiques plus légers s'unissent pour produire un noyau atomique plus lourd, ce qui entraîne également la libération d'énergie. Les réacteurs à fusion sont les machines qui sont construites pour extraire l'énergie des réactions de fusion.

Comment vous en bénéficierez

(I) Des idées et des validations sur les éléments suivants sujets :

Chapitre 1 : Énergie de fusion

Chapitre 2 : Fusion nucléaire

Chapitre 3 : Tokamak

Chapitre 4 : Fusion thermonucléaire

Chapitre 5 : Fusée à fusion

Chapitre 6 : Fusion par confinement inertiel

Chapitre 7 : Chronologie de la fusion nucléaire

Chapitre 8 : ITER

Chapitre 9 : Réacteur d'essai de fusion tokamak

Chapitre 10 : Fusion aneutronique

Chapitre 11 : Facteur de gain d'énergie de fusion

Chapitre 12 : Magnétique fusion par confinement

Chapitre 13 : Centrale électrique DEMOnstration

Chapitre 14 : Centrale à fusion inertielle

Chapitre 15 : Fusion à cible magnétisée

Chapitre 16 : Hybride fusion-fission nucléaire

Chapitre 17 : Fusion inertielle de revêtement magnétisé

Chapitre 18 : Matériau face au plasma

Chapitre 19 : Énergie de fusion inertielle laser

Chapitre 20 : Technologie de l'ingénierie de la fusion en Chine st Reactor

Chapitre 21 : Histoire de la fusion nucléaire

(II) Répondre aux principales questions du public sur l'énergie de fusion.

(III) Exemples concrets pour le l'utilisation de l'énergie de fusion dans de nombreux domaines.

(IV) 17 annexes pour expliquer brièvement 266 technologies émergentes dans chaque industrie afin d'avoir une compréhension complète à 360 degrés des technologies de l'énergie de fusion.

À qui s'adresse ce livre

Professionnels, étudiants de premier cycle et des cycles supérieurs, passionnés, amateurs et ceux qui veulent aller au-delà des connaissances ou des informations de base pour tout type de puissance de fusion.

• Langue: Français
• Éditeur: Un Milliard De Personnes Informées [French]
• Date de sortie: 19 oct. 2022

Aperçu du livre

Copyright

Fusion Power Copyright © 2022 par Fouad Sabry. Tous droits réservés.

Tous droits réservés. Aucune partie de ce livre ne peut être reproduite sous quelque forme ou par quelque moyen électronique ou mécanique, y compris les systèmes de stockage et de récupération de l’information, sans l’autorisation écrite de l’auteur. La seule exception est faite par un examinateur, qui peut citer de courts extraits dans une critique.

Couverture dessinée par Fouad Sabry.

Ce livre est une œuvre de fiction. Les noms, les personnages, les lieux et les incidents sont soit des produits de l’imagination de l’auteur, soit utilisés de manière fictive. Toute ressemblance avec des personnes réelles, vivantes ou mortes, des événements ou des lieux est entièrement fortuite.

Bonus

Vous pouvez envoyer un e-mail à [e-mail] avec pour objet « Fusion Power: Generating electricity by using heat from nuclear fusion reactions « , et vous recevrez un e-mail contenant les premiers chapitres de ce livre.

Fouad Sabry

Visitez le site Web de 1BK à l’adresse

www.1BKOfficial.org

Préface

Pourquoi ai-je écrit ce livre ?

L’histoire de l’écriture de ce livre a commencé en 1989, alors que j’étais étudiant à l’école secondaire des étudiants avancés.

C’est remarquablement comme les écoles STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics), qui sont maintenant disponibles dans de nombreux pays avancés.

STEM est un programme basé sur l’idée d’éduquer les étudiants dans quatre disciplines spécifiques - science, technologie, ingénierie et mathématiques - dans une approche interdisciplinaire et appliquée. Ce terme est généralement utilisé pour désigner une politique éducative ou un choix de programme dans les écoles. Elle a des répercussions sur le perfectionnement de la main-d’œuvre, les préoccupations en matière de sécurité nationale et la politique d’immigration.

Il y avait un cours hebdomadaire dans la bibliothèque, où chaque élève est libre de choisir n’importe quel livre et de lire pendant 1 heure. L’objectif de la classe est d’encourager les élèves à lire des matières autres que le programme éducatif.

Dans la bibliothèque, alors que je regardais les livres sur les étagères, j’ai remarqué d’énormes livres, totalisant 5 000 pages en 5 parties. Le nom du livre est « L’Encyclopédie de la technologie », qui décrit tout ce qui nous entoure, duzéro absolu aux semi-conducteurs, presque toutes les technologies, à cette époque, ont été expliquées avec des illustrations colorées et des mots simples. J’ai commencé à lire l’encyclopédie, et bien sûr, je n’ai pas pu la terminer dans le cours hebdomadaire de 1 heure.

J’ai donc convaincu mon père d’acheter l’encyclopédie. Mon père m’a acheté tous les outils technologiques au début de ma vie, le premier ordinateur et la première encyclopédie technologique, et les deux ont un grand impact sur moi et ma carrière.

J’ai terminé toute l’encyclopédie pendant les mêmes vacances d’été de cette année, puis j’ai commencé à voir comment l’univers fonctionne et comment appliquer ces connaissances aux problèmes quotidiens.

Ma passion pour la technologie a commencé il y a plus de 30 ans et le voyage continue.

Ce livre fait partie de « L’Encyclopédie des technologies émergentes » qui est ma tentative de donner aux lecteurs la même expérience étonnante que j’ai eue quand j’étais au lycée, mais au lieu des technologies du 20ème siècle, je suis plus intéressé par les technologies émergentes du 21ème siècle, les applications et les solutions industrielles.

« L’Encyclopédie des technologies émergentes » sera composée de 365 livres, chaque livre sera axé sur une seule technologie émergente. Vous pouvez lire la liste des technologies émergentes et leur catégorisation par industrie dans la partie « Bientôt disponible », à la fin du livre.

365 livres pour donner aux lecteurs la possibilité d’accroître leurs connaissances sur une seule technologie émergente chaque jour au cours d’une période d’un an.

Introduction

Comment ai-je écrit ce livre ?

Dans chaque livre de « The Encyclopedia of Emerging Technologies », j’essaie d’obtenir des informations de recherche instantanées et brutes, directement de l’esprit des gens, en essayant de répondre à leurs questions sur la technologie émergente.

Il y a 3 milliards de recherches Google chaque jour, et 20% d’entre elles n’ont jamais été vues auparavant. Ils sont comme une ligne directe vers les pensées des gens.

Parfois, c’est 'Comment puis-je enlever le bourrage papier'. D’autres fois, ce sont les peurs déchirantes et les désirs secrets qu’ils n’oseraient jamais partager qu’avec Google.

Dans ma quête pour découvrir une mine d’or inexploitée d’idées de contenu sur « Fusion Power », j’utilise de nombreux outils pour écouter les données de saisie semi-automatique des moteurs de recherche comme Google, puis je lance rapidement chaque phrase et question utile, les gens posent autour du mot-clé « Fusion Power ».

C’est une mine d’or de perspicacité des gens, que je peux utiliser pour créer du contenu, des produits et des services frais et ultra-utiles. Les gens gentils, comme vous, veulent vraiment.

Les recherches de personnes sont l’ensemble de données le plus important jamais collecté sur la psyché humaine. Par conséquent, ce livre est un produit vivant, et constamment mis à jour par de plus en plus de réponses à de nouvelles questions sur « Fusion Power », posées par des gens, tout comme vous et moi, s’interrogeant sur cette nouvelle technologie émergente et aimeraient en savoir plus à ce sujet.

L’approche pour écrire ce livre est d’obtenir un niveau plus profond de compréhension de la façon dont les gens recherchent autour de « Fusion Power », révélant des questions et des requêtes auxquelles je ne penserais pas nécessairement par cœur, et répondant à ces questions avec des mots super faciles et digestes, et de naviguer dans le livre d’une manière simple.

Donc, quand il s’agit d’écrire ce livre, j’ai veillé à ce qu’il soit aussi optimisé et ciblé que possible. Le but de ce livre est d’aider les gens à mieux comprendre et à développer leurs connaissances sur « Fusion Power ». J’essaie de répondre aux questions des gens aussi fidèlement que possible et de montrer beaucoup plus.

C’est une façon fantastique et belle d’explorer les questions et les problèmes que les gens ont et d’y répondre directement, et d’ajouter de la perspicacité, de la validation et de la créativité au contenu du livre – même des pitchs et des propositions. Le livre révèle des domaines de recherche riches, moins encombrés et parfois surprenants que je n’atteindrais pas autrement. Il ne fait aucun doute qu’il devrait accroître la connaissance de l’esprit des lecteurs potentiels, après avoir lu le livre en utilisant cette approche.

J’ai appliqué une approche unique pour rendre le contenu de ce livre toujours frais. Cette approche dépend de l’écoute de l’esprit des gens, en utilisant les outils d’écoute de recherche. Cette approche m’a aidé à :

Rencontrez les lecteurs exactement là où ils se trouvent, afin que je puisse créer un contenu pertinent qui touche une corde sensible et favorise une meilleure compréhension du sujet.

Gardez le doigt sur le pouls, afin que je puisse obtenir des mises à jour lorsque les gens parlent de cette technologie émergente de nouvelles façons, et surveiller les tendances au fil du temps.

Découvrez des trésors cachés de questions ont besoin de réponses sur la technologie émergente pour découvrir des informations inattendues et des niches cachées qui renforcent la pertinence du contenu et lui donnent un avantage gagnant.

Les éléments constitutifs de la rédaction de ce livre sont les suivants :

(1) J’ai cessé de perdre du temps sur le contenu voulu par les lecteurs, j’ai rempli le contenu du livre avec ce dont les gens ont besoin et j’ai dit au revoir aux idées de contenu sans fin basées sur des spéculations.

(2) J’ai pris des décisions solides, et pris moins de risques, pour être aux premières loges de ce que les gens veulent lire et savoir – en temps réel – et utiliser les données de recherche pour prendre des décisions audacieuses, sur les sujets à inclure et les sujets à exclure.

(3) J’ai rationalisé ma production de contenu pour identifier les idées de contenu sans avoir à passer manuellement au crible les opinions individuelles pour gagner des jours et même des semaines de temps.

C’est merveilleux d’aider les gens à accroître leurs connaissances d’une manière simple en répondant simplement à leurs questions.

Je pense que l’approche de l’écriture de ce livre est unique car elle rassemble et suit les questions importantes posées par les lecteurs sur les moteurs de recherche.

Remerciements

Écrire un livre est plus difficile que je ne le pensais et plus gratifiant que je n’aurais jamais pu l’imaginer. Rien de tout cela n’aurait été possible sans le travail accompli par des chercheurs prestigieux, et je tiens à souligner leurs efforts pour accroître les connaissances du public sur cette technologie émergente.

Dédicace

Pour les éclairés, ceux qui voient les choses différemment et veulent que le monde soit meilleur, ils n’aiment pas le statu quo ou l’État existant. Vous pouvez trop être en désaccord avec eux, et vous pouvez discuter encore plus avec eux, mais vous ne pouvez pas les ignorer, et vous ne pouvez pas les sous-estimer, parce qu’ils changent toujours les choses ... Ils poussent la race humaine en avant, et tandis que certains peuvent les voir comme des fous ou des amateurs, d’autres voient du génie et des innovateurs, parce que ceux qui sont assez éclairés pour penser qu’ils peuvent changer le monde, sont ceux qui le font, et conduisent les gens à l’illumination.

Épigraphe

L’énergie de fusion est un type de production d’énergie qui a été suggéré ces dernières années et qui produirait de l’électricité en utilisant la chaleur produite par les processus de fusion nucléaire. Au cours du processus de fusion nucléaire, deux noyaux atomiques plus légers s’unissent pour produire un noyau atomique plus lourd, ce qui entraîne également la libération d’énergie. Les réacteurs de fusion sont les machines construites pour extraire l’énergie des réactions de fusion.

Table des matières

Copyright

Bonus

Préface

Introduction

Remerciements

Dédicace

Épigraphe

Table des matières

Chapitre 1 : L’énergie de fusion

Chapitre 2 : Fusion nucléaire

Chapitre 3 : Tokamak

Chapitre 4 : Fusion thermonucléaire

Chapitre 5 : Fusée à fusion

Chapitre 6 : Fusion par confinement inertiel

Chapitre 7 : Chronologie de la fusion nucléaire

Chapitre 8 : ITER

Chapitre 9 : Confinement électrostatique inertiel

Chapitre 10 : Réacteur d’essai de fusion tokamak

Chapitre 11 : Fusion aneutronique

Chapitre 12 : Facteur de gain d’énergie de fusion

Chapitre 13 : Fusion par confinement magnétique

Chapitre 14 : Centrale à fusion inertielle

Chapitre 15 : Fusion de cibles magnétisées

Chapitre 16 : Hybride de fusion  nucléaire et de fission

Chapitre 17 : Fusion inertielle de revêtement magnétisé

Chapitre 18 : Matériau recouvert de plasma

Chapitre 19 : Énergie de fusion inertielle laser

Chapitre 20 : Réacteur d’essai d’ingénierie de fusion en Chine

Chapitre 21 : Histoire de la fusion nucléaire

Épilogue

À propos de l’auteur

À venir

Annexes : Technologies émergentes dans chaque industrie

Chapitre 1 : L’énergie de fusion

L’énergie de fusion est un type de production d’énergie qui a été suggéré ces dernières années et qui produirait de l’électricité en utilisant la chaleur produite par les processus de fusion nucléaire. Au cours du processus de fusion nucléaire, deux noyaux atomiques plus légers s’unissent pour produire un noyau atomique plus lourd, ce qui entraîne également la libération d’énergie. Les réacteurs à fusion sont les noms donnés aux machines destinées à exploiter cette énergie.

Pour générer un plasma propice à la fusion, les procédures de fusion doivent avoir du combustible, ainsi qu’un environnement clos qui a la température, la pression et la durée nécessaires pour confiner l’environnement. Le critère Lawson fait référence à la combinaison spécifique de ces paramètres qui conduit à la création d’un système qui produit de l’électricité. L’hydrogène est le type de combustible le plus répandu dans les étoiles, et la gravité permet des durées de confinement exceptionnellement longues, qui sont nécessaires pour atteindre les conditions requises pour la génération d’énergie de fusion. Parce que les isotopes lourds de l’hydrogène comme le deutérium et le tritium (et surtout un mélange des deux) réagissent plus facilement que le protium, l’isotope de l’hydrogène le plus commun, les réacteurs de fusion proposés utilisent généralement ces isotopes lourds de l’hydrogène. Cela leur permet de satisfaire aux exigences du critère Lawson tout en opérant dans des conditions moins strictes. La majorité des conceptions s’efforcent de chauffer leur combustible à une température approximative de cent millions de degrés, ce qui constitue un obstacle important dans le processus de développement d’une bonne conception.

On s’attend à ce que la fusion nucléaire ait de nombreux avantages par rapport à la fission nucléaire lorsqu’il s’agit d’être une source d’électricité. Il s’agit notamment de moins de radioactivité pendant l’exploitation de la centrale, de quantités réduites de déchets nucléaires de haute activité, de niveaux de sûreté plus élevés et d’un approvisionnement abondant en combustible. Cependant, il s’est avéré difficile d’obtenir la combinaison essentielle de température, de pression et de temps d’une manière à la fois pratique et rentable. Les années 1940 ont vu le début de la recherche sur les réacteurs à fusion; Cependant, à ce jour, aucune conception n’a été en mesure d’atteindre une puissance de fusion supérieure à l’entrée de puissance électrique. La gestion des neutrons produits tout au long de la réaction est une deuxième difficulté qui a un impact sur les réactions fréquentes. Ces neutrons, qui sont utilisés pour constituer de nombreux composants trouvés à l’intérieur de la chambre de réaction, se détériorent avec le temps.

Les chercheurs intéressés par la fusion ont examiné un certain nombre d’idées différentes de confinement. Au début, une grande partie de l’attention a été placée sur trois systèmes principaux: le pincement z, le stellarator et le miroir magnétique. Le tokamak et le confinement inertiel (ICF) par laser sont les deux modèles qui sont maintenant en tête. Le tokamak ITER en France et le laser NIF (National Ignition Facility) aux États-Unis sont deux exemples de projets de recherche à très grande échelle qui étudient aujourd’hui ces deux concepts. Les chercheurs examinent également différents modèles pour voir s’ils peuvent en trouver qui sont plus rentables. Il y a un intérêt croissant pour la fusion de cibles magnétiques et le confinement électrostatique inertiel, ainsi que pour de nouvelles versions du stellarator, parmi ces possibilités.

Lorsque deux noyaux atomiques ou plus se rencontrent suffisamment près l’un de l’autre pendant une période prolongée, des processus de fusion peuvent avoir lieu parce que l’attraction nucléaire qui les rassemble est plus forte que la force électrostatique qui les éloigne. Il en résulte la création de noyaux plus lourds. Le processus est endothermique, ce qui signifie que plus d’énergie doit être ajoutée pour qu’il se produise pour les noyaux plus lourds que le fer 56. Les noyaux lourds qui sont plus gros que ceux du fer ont un nombre beaucoup plus élevé de protons, ce qui se traduit par une force de répulsion plus forte. Lorsque des noyaux d’une masse inférieure au fer 56 se combinent, un événement exothermique se produit, ce qui entraîne la libération d’énergie. Parce que le noyau de l’hydrogène ne contient qu’un seul proton, la réalisation de la fusion avec lui implique le moins de travail et entraîne la plus grande quantité de production nette d’énergie. L’hydrogène est le combustible le plus simple à ioniser complètement puisqu’il n’a qu’un seul électron dans sa couche de valence.

Alors que la force électrostatique répulsive entre les noyaux fonctionne sur de plus grandes distances, la force forte n’agit que sur de très petites distances (au plus un femtomètre, qui est le diamètre d’un proton ou d’un neutron). Pour qu’il y ait fusion, les atomes de combustible doivent recevoir une quantité suffisante d’énergie cinétique pour qu’ils puissent s’approcher suffisamment près l’un de l’autre pour que la force forte triomphe de la répulsion électrostatique qui existe entre eux. La « barrière de Coulomb » fait référence à la quantité d’énergie cinétique qui doit être présente afin de rapprocher suffisamment les atomes de combustible. Fournir cette énergie peut être accompli de plusieurs façons, par exemple en accélérant les atomes dans un accélérateur de particules ou en les soumettant à des températures très élevées.

Lorsque la température d’un atome est élevée à un niveau supérieur à son énergie d’ionisation, ses électrons sont éliminés, ne laissant derrière lui que le noyau. L’ionisation est le nom donné à ce processus, et l’ion est le nom donné au noyau qui est produit en conséquence. Le plasma est le nom donné au produit de ce processus, qui est un nuage chauffé d’ions et d’électrons libres qui leur étaient autrefois liés. Les plasmas sont électriquement conducteurs et accordables magnétiquement en raison de la séparation des charges qui composent le plasma. Afin de contenir les particules lorsqu’elles sont chauffées, plusieurs dispositifs de fusion utilisent cette propriété.

La section transversale d’une réaction, notée σ, détermine la probabilité qu’une réaction de fusion se produise.

Cela dépend des vitesses des deux noyaux l’un par rapport à l’autre.

Dans la plupart des cas, des vitesses relatives plus élevées entraînent une probabilité accrue, Cependant, la chance commence à diminuer à nouveau lorsque vous arrivez à des énergies très élevées.

P_{\text{fusion}}=n_{A}n_{B}\langle \sigma v_{A,B}\rangle E_{\text{fusion}}

où:

P_{\text{fusion}} est l’énergie produite par la fusion, en termes de temps et de volume

n représente la densité numérique, en termes d’espèces A ou B, des particules présentes dans le volume.

\langle \sigma v_{A,B}\rangle est la section efficace de cette réaction, calculée comme une moyenne pour toutes les vitesses V des deux espèces

E_{\text{fusion}} est l’énergie libérée par cette réaction de fusion.

Le critère de Lawson illustre comment la quantité d’énergie produite par un combustible donné change en fonction de facteurs tels que sa température, sa densité et la vitesse à laquelle il entre en collision. Cette équation a joué un rôle important dans l’étude de John Lawson sur la façon dont la fusion peut être réalisée à l’aide d’un plasma chauffé. Lawson a émis l’hypothèse qu’il y aurait un équilibre énergétique, comme indiqué ci-dessous.

P_\text{out} = \eta_\text{capture}\left(P_\text{fusion} - P_\text{conduction} - P_\text{radiation}\right)

où:

P_{{\text{out}}} est la puissance nette de la fusion

{\displaystyle \eta _{\text{capture}}} est l’efficacité de capture de la sortie de la fusion

P_{\text{fusion}} est le taux d’énergie généré par les réactions de fusion

{\displaystyle P_{\text{conduction}}} est la perte de conduction lorsque la masse énergétique quitte le plasma

{\displaystyle P_{\text{radiation}}} est la perte de rayonnement lorsque l’énergie quitte sous forme de lumière.

La conduction et le rayonnement contribuent tous deux à l’épuisement de l’énergie dans les nuages de plasma. Lorsque des ions, des électrons ou des neutres entrent en collision avec d’autres substances – généralement une surface de l’appareil – et transmettent une partie de leur énergie cinétique aux autres atomes, ce processus est connu sous le nom de conduction. L’énergie qui s’échappe du nuage sous forme de lumière est appelée rayonnement. La température a une corrélation positive avec le rayonnement. Ces pertes sont quelque chose que les systèmes d’énergie de fusion doivent être en mesure de surmonter.

Selon les critères de Lawson, un appareil qui maintient un plasma thermalisé et quasi-neutre doit fournir suffisamment d’énergie pour compenser la quantité d’énergie perdue par le dispositif. La température, et par conséquent la vitesse de réaction par particule, la densité des particules dans ce volume, et enfin le temps de confinement, qui est la durée pendant laquelle l’énergie reste dans le volume, jouent tous un rôle dans la détermination de la quantité totale d’énergie libérée dans un volume spécifique. La durée du confinement était la principale préoccupation qui demeurait après avoir abordé les autres variables. Les plasmas qui sont soumis à des champs magnétiques intenses sont sensibles à une variété d’instabilités intrinsèques, qui doivent être supprimées afin d’atteindre des durées pratiques. Le taux de fuite résultant de la diffusion classique peut être ralenti en augmentant la capacité du réacteur, ce qui est une méthode pour atteindre cet objectif. C’est la raison pour laquelle ITER est si massif.

En revanche, les systèmes de confinement inertiel atteignent des valeurs de produit triples souhaitables en ayant des densités plus élevées et des intervalles de confinement plus courts que les autres types de systèmes. La charge initiale d’hydrogène congelé pour le NIF a une densité inférieure à celle de l’eau, et cette densité est augmentée à environ cent fois celle du plomb. Dans ces circonstances, la vitesse de fusion est si rapide que le combustible fusionnera en quelques microsecondes pour que la chaleur produite par les réactions fasse exploser le combustible. En d’autres termes, la vitesse de fusion est plus rapide que la vitesse à laquelle le combustible va exploser. Le NIF est également assez massif, mais ce n’est pas une propriété intrinsèque du processus de fusion; elle est plutôt due à la conception de son « driver ».

Il y a eu beaucoup d’idées différentes sur la façon de collecter l’énergie produite par la fusion. La première étape consiste simplement à chauffer le liquide. La réaction D-T, qui est largement ciblée, est responsable de la libération d’une partie importante de son énergie sous forme de neutrons rapides. Le neutron, qui n’a pas de charge électrique, n’est pas affecté par le système de confinement puisqu’il n’a pas de charge. Dans la majorité des conceptions, il est contenu dans une « couverture » substantielle de lithium qui s’enroule autour du cœur du réacteur. Lorsqu’un neutron de haute énergie frappe la couverture, il le fait chauffer. Après cela, il subit un refroidissement actif avec un fluide de travail, qui à son tour fait tourner une turbine qui génère de l’électricité.

Une autre proposition, connue sous le nom d’hybride de fission et de fusion, a été avancée dans laquelle les neutrons seraient utilisés pour reproduire le combustible de fission à l’intérieur d’une couverture de déchets radioactifs. Cette conception a été présentée. Dans ces systèmes, la production d’énergie est augmentée en raison des événements de fission, et l’énergie est récoltée en utilisant des méthodes comparables à celles trouvées dans les réacteurs à fission traditionnels.

Le gaz ionisé est connu sous le nom de plasma, et il est capable de transporter de l’électricité. Le processus de fusion utilise plusieurs caractéristiques du plasma, notamment:

Le plasma qui s’organise spontanément est un bon conducteur de forces électriques et magnétiques. Ses mouvements créent des champs qui, à leur tour, sont capables de le confiner.

Le plasma diamagnétique est capable de produire son propre champ magnétique à l’intérieur. Cela peut le rendre diamagnétique en repoussant un champ magnétique qui est appliqué de l’extérieur.

Les miroirs magnétiques peuvent réfléchir le plasma lorsqu’il passe d’un champ de faible densité à un champ de haute densité. :24

Il a été démontré qu’un réacteur à base de tokomak peut être contrôlé par un système d’apprentissage par renforcement profond. L’intelligence artificielle était capable de contrôler le plasma en manipulant les bobines magnétiques. Des ajustements continus ont été effectués par le système pour s’assurer qu’il présentait le comportement souhaité à tout moment (plus complexe que les systèmes basés sur des étapes). L’année 2014 a vu le début de la collaboration de Google avec l’entreprise de fusion TAE Technologies, située en Californie, pour gérer le Joint European Torus (JET) et anticiper le comportement du plasma. En plus de cela, DeepMind a construit un système de contrôle utilisant JET.

Le tokamak est la méthode qui a reçu le plus de financement et le plus de développement. À l’aide d’un courant interne, cette technique fait tourner le plasma chaud à l’intérieur d’un tore entouré de tous côtés par un champ magnétique. ITER deviendra le plus grand tokamak du monde une fois la construction terminée. En septembre 2018, on prévoyait qu’un total de 226 tokamaks expérimentaux en étaient à l’étape de la planification, avaient été mis hors service ou étaient en cours d’exploitation (50).

Un autre nom pour le tokamak sphérique est le tore sphérique. Une version sphérique du tokamak qui est une variante sur la conception.

Des anneaux torsadés de plasma fondu composent le stellarator. Grâce à l’utilisation d’aimants externes, le stellarator s’efforce de simuler le déroulement naturel du plasma. En 1950, Lyman Spitzer a eu l’idée de stellarators, qui se sont ensuite développés en quatre conceptions distinctes: le Torsatron, l’Héliotron, l’Héliaque et l’Hélias. Un tel exemple est le gadget allemand connu sous le nom de Wendelstein 7-X. C’est le plus grand stellarator de toute la planète.

Anneaux internes Les stellarateurs produisent un plasma torsadé en utilisant des aimants externes, tandis que les tokamaks le font en induisant un courant dans le plasma lui-même. Cette torsion est fournie par différents types de conceptions qui incluent des conducteurs dans le plasma. Les premières simulations suggéraient que les collisions entre le plasma et les supports des conducteurs épuiseraient l’énergie à un taux supérieur à celui auquel les processus de fusion pourraient la reconstituer. Un tore supraconducteur solide en lévitation magnétique dans la chambre du réacteur est utilisé dans des variantes contemporaines telles que l’expérience du dipôle en lévitation (LDX).

Dans les années 1960, des scientifiques du Lawrence Livermore National Laboratory dirigé par Richard F. Post ont développé le miroir magnétique. Malgré cela, les estimations faites dans les années 1970 prévoyaient qu’il était très improbable que