Samedi 4 avril 2009, 20:51 | in Technologies
Tags : Fusion nucléaire, Iter, Laboratoire Lawrence Livermore, Laser

Un pas de plus vers la fusion nucléaire contrôlée ?

L'intérieur de la chambre cible du NIF où sera concentrée la puissance de 192 lasers - Photo © NIF

De quoi “reproduire” l’énergie du Soleil sur Terre. C’est un des objectifs recherchés le 10 mars dernier dans le dispositif du National Ignition Facility (NIF) au laboratoire Lawrence Livermore (Californie) où a été concentré 1,1 mégajoule sur une cible minuscule. Une première mondiale pour des faisceaux laser en ultraviolet. Et la conclusion de près de 15 ans d’effort et 3,5 milliards de dollars (2,6 milliards d’euros) d’investissement. Cette réussite ouvre la voie à 12 mois d’expérimentations.

Représentation d’artiste montrant la cible à l’intérieure de la capsule de béryllium, où les faisceaux laser doivent créer les conditions d’une fusion nucléaire - Photo © National Ignition Facility

Le dispositif, de la taille d’un stade de football, est constitué de 192 faisceaux laser de grande puissance, qui, après un parcours de 305 mètres, sont focalisés sur une cible située au centre d’une «chambre d’expériences», sphère métallique de 10 mètres de diamètre. La cible, constituée d’une capsule recouverte de béryllium, renfermant un mélange de deutérium et de tritium servant de combustible de fusion, est ainsi comprimée jusqu’à des densités de 1 kg/cm³, soit environ 6 fois la densité du centre du Soleil. L’ensemble développera une puissance de 500 térawatts (1 000 fois la puissance électrique totale produite aux États-Unis en 2004), mais seulement pendant une période de quelques nanosecondes (milliardièmes de seconde), pour parvenir à l’effet désiré (source Wikipédia)

Même si l’objectif premier est de tester en laboratoire la fiabilité des armes nucléaires des États-Unis, il s’agit aussi pour les chercheurs de voir quelles sont les possibilités de la fusion contrôlée par confinement inertiel. Cette méthode est différente de celle du confinement magnétique, explorée par le projet Iter (International Thermonuclear Experimental Reactor), en construction à Cadarache (il existe des polémiques scientifiques et politiques pour les deux projets à propos de leur pertinence et de leur coût).

Les premières expériences de fusion sont programmées pour début 2010. Edward Moses, le directeur du projet NIF, veut «apporter la preuve scientifique du principe de l’énergie de fusion”. Il prédit que certaines expériences pourraient brièvement produire 50 à 100 fois plus d’énergie que les lasers n’en génèrent.

Un des cristaux de Potassium dihydrogen phosphate utilisés dans le NIF - Photo © National Ignition Facility

Selon Futura-Science, les astrophysiciens disposeront également “d’un outil pour sonder les propriétés de la matière à hautes températures, pressions et densités comme par exemple celles qui existent ou ont existées à l’intérieur des planètes géantes, des étoiles à neutrons ou au début du Big Bang. Des températures dépassant les cent millions de kelvins et des pressions de cent milliards d’atmosphères pourront être atteintes. En France, le laser mégajoule, similaire à celui du NIF, ne devrait pas tarder à être opérationnel.”

Photos : Credit is given to Lawrence Livermore National Security, LLC, Lawrence Livermore National Laboratory, and the Department of Energy under whose auspices this work was performed.