Nouvelle technique pour réaliser des réactions de fusion contrôlée

Le Laboratoire pour l'Utilisation des Lasers Intenses (LULI) de Polytechnique présente une nouvelle technique pour réaliser des réactions de fusion contrôlée aneutronique dans un article publié par Nature Communications.

Un nouveau schéma pour initier des réactions de fusion contrôlée hors équilibre thermique par laser est publié dans Nature Communications cette semaine. Son avantage principal est d'ouvrir la voie à l'exploitation de réactions de fusion ne produisant pas de neutrons, ce qui concerne la production d'énergie propre et illimitée. La fusion de noyaux légers en noyaux plus lourds dégage des quantités d'énergie énormes et pourrait dans le futur conduire à de nouveaux systèmes de production d'énergie. De plus, ces travaux apportent des informations essentielles pour la compréhension des cycles de combustion et de nucléosynthèse dans les étoiles.

Les recherches sur la fusion laser ont beaucoup progressé au cours de ces dernières années. Actuellement la réaction la plus couramment étudiée utilise du deutérium et du tritium, produisant des neutrons très énergétiques. Afin d'exploiter d'autres réactions de fusion, produisant peu ou pas de neutrons, il est nécessaire de mettre en oeuvre de nouveaux schémas.

Christine Labaune, Johann Rafelski (Université d'Arizona) et leurs collaborateurs ont démontré la possibilité d'utiliser une approche innovante pour produire la fusion de noyaux d'hydrogène et de bore conduisant à la formation de noyaux d'hélium 4 (particules alpha). L'idée repose sur l'interaction de protons accélérés par des impulsions laser très intenses avec un plasma de bore. L'énergie des protons est utilisée pour accéder aux résonances de la section efficace des réactions, ce qui élimine la question de la température excessivement élevée nécessaire dans les schémas "classiques" et relance la possibilité d'utiliser la réaction hydrogène-bore en fusion laser.

Les expériences réalisées au LULI (École polytechnique, CNRS, CEA et UPMC) ont permis d'observer un nombre de réactions plus élevé de plusieurs ordres de grandeur par rapport aux expériences précédentes. Ces résultats, basés sur une installation laser d'énergie modérée, ouvrent de nouvelles perspectives en vue de la production d'énergie et apportent des données essentielles pour l'astrophysique.