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Posté par Isabelle le Jeudi 24/10/2013 à 00:00
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.


Chambre d'expériences du LULI dans laquelle les réactions de fusion aneutronique, proton-bore, ont été réalisées. ©LULI
Un nouveau schéma pour initier des réactions de fusion contrôlée hors équilibre thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et des transferts de chaleur suivant...) par laser (Un laser est un appareil émettant de la lumière (rayonnement électromagnétique) amplifiée par émission stimulée. Le terme laser provient de l'acronyme...) 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 (La combustion est une réaction chimique exothermique d'oxydoréduction. Lorsque la combustion est vive, elle se traduit par une flamme voire une explosion.) 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 (Le tritium (T ou 3H) est - comme le deutérium - l'un des isotopes de l'hydrogène. Il possède 1 proton et 2 neutrons. Il a été mis en évidence en 1934, par Ernest Rutherford, dans la...), 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 (Le bore est un élément chimique de symbole B et de numéro atomique 5.) conduisant à la formation de noyaux d’hélium 4 (particules alpha). L’idée repose sur l’interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose l'entrée en...) de protons accélérés par des impulsions laser très intenses avec un plasma ( En physique, le plasma décrit un état de la matière constitué de particules chargées (d'ions et d'électrons). Le plasma quark-gluon est un plasma qui...) de bore. L’énergie des protons est utilisée pour accéder aux résonances de la section efficace (Une section efficace est une grandeur physique correspondant à la probabilité d'interaction d'une particule pour une réaction donnée de la physique nucléaire ou de la physique des...) 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 (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).), CEA et UPMC) ont permis d’observer un nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) 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 (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) de la production d’énergie et apportent des données essentielles pour l'astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche interdisciplinaire de l'astronomie qui concerne principalement la physique et l'étude des propriétés...).

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Source: CNRS/École polytechnique/UPMC