Nouveauté dans les réacteurs à fusion nucléaire

25 octobre 2018, 11:14
Réacteur à fusion nucléaire évolué, robuste et compact.
Image : MIT / Alexander Creely
 
Réacteur à fusion nucléaire évolué, robuste et compact.
Image : MIT / Alexander Creely
 
C’est lors d'un exercice de cours, mené sous forme de brainstorming au sein du MIT, et en présence de chercheurs de ce secteur, qu’a été élaboré ce nouveau concept de diffusion de la chaleur indésirable produite dans une centrale toroïdale à fusion nucléaire Tokamak.

Cette nouvelle solution évoluée, robuste et compacte s’appuie sur un réacteur à fusion nucléaire plus resserré, doté d’électroaimants formés d’un matériau supraconducteur à haute température. Ce développement a fait l'objet d'un nouveau programme de recherche du MIT et a conduit à la création d'une start-up pour exploiter le concept. Contrairement au procédé de construction Tokamac classique, ce nouveau système autorise l'accès à la chambre interne à des fins de maintenance régulière, ce qui constitue un avantage essentiel en termes économiques. Le principe de ce nouveau concept est décrit dans un article publié dans la revue Fusion Engineering and Design.

Selon le professeur Whyte (qui a donné les cours concernés au MIT), si l'on prend comme analogie le dispositif d'échappement d'un moteur à combustion interne, le nouveau système possède un tuyau d'échappement plus long et de plus grand diamètre que celui des réacteurs actuels, ce qui permet d'extraire davantage de chaleur indésirable.
L'essentiel de l'énergie produite par un réacteur à fusion est libérée sous la forme de neutrons qui viennent chauffer une « couverture » de matière entourant le plasma en fusion. L'énergie thermique contenue dans la couverture est ensuite utilisée pour entraîner la turbine du générateur. Près de 20 % de l'énergie est produite dans le plasma lui-même, et il est nécessaire de la dissiper, faute de quoi sa température extrême peut détruire la chambre. De puissants aimants confinent le plasma pour éviter qu'il n’entre en contact avec les parois internes de la chambre de fusion. Dans les réacteurs à fusion classique, les aimants sont configurés de manière différente pour réaliser une chambre latérale permettant la dissipation de chaleur, ce qui serait insuffisant dans le nouveau concept.

Ce système inédit permettra la construction d'un réacteur beaucoup plus petit offrant des performances comparables. Dans les réacteurs à fusion classique, les bobines secondaires sont construites autour de l'extérieur des bobines primaires et doivent être puissantes. En les plaçant à l'intérieur des bobines primaires, elles sont plus proches du plasma et donc plus petites. Des simulations informatiques ont permis de vérifier l'efficacité du nouveau système.
 
Source : MIT News
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