L´ énergie de Fusion ! (Fusion=Tokamak)
Les centrales qui tente de produire de l´énergie électrique à partir de la fusion thermonucléaire sont appelées "Tokamak". Ce nom vient du russe TOK (courant) KA-mera ( chambre) MAK ( magnétique). Cette technologie est encore très expérimentales.
Le but est de produire de l´énergie calorifique à partie de la fusion. Pour cela les scientifiques travaillent avec des gaz très chaud (plusieurs millions de degrés). Le gaz est alors appelé plasma. C´est le combustible utile à la fusion.
L´avantage de la fusion thermonucléaire est que le combustible (du deutérium - un isotope de l´hydrogène) est presque inépuisable (environs 1 atome de deutérium pour 6500 atomes d´hydrogène soit avec q litres d´eau on peut produire l´équivalent énergétique de 300 litres de pétrole).
On peut "facilement" faire de la fusion deutérium-deutérium. Toutefois en pratique on utilise un mélange deutérium-tritium car il est plus facile à faire. Pour cela il faut une température de 100 à 200 million de °C. A cette température les électrons ne sont plus liés aux nucléons. Le gaz est donc composé d´ions et d´électrons libre (c´est le plasma).
Pour le confiner, il faut un champ magnétique intense (confinement magnétique) ou par une comprésion (jusqu´à des densité 1000 fois supérieures à celle des solide) obtenue par des faisceaux laser ou de particules (confinement inertiel)
confinement magnétique:
A l´intérieur du tore (on utilise rarement une forme linéaire) circule le plasma - le tore du J.E.T. a un diamètre de 15 mètre et une hauteur de 12 mètre.
Pour cela on utile 2 champs magnétiques : l´un vertical et l´autre circulaire. La densité est très faible et le confinement dure 1 à 2 secondes.
Le plasma chauffe soit par effet Joule. soit par rayons laser (effet Compton) - injection de ions de deutérium ou de tritium, soit des ondes électromagnétiques de hautes fréquences (10 à 200 GHz) comme une sorte de four à micro-ondes. dont les antennes sont à l´intérieure du Tokamak.
La température à l´intérieur du tokamak atteind les 200 millions de degrés. Le tokamak le plus performants au débuts de ce siècle ( 300 millions de degrés et un temps de confinement de 1,8 s) consome 20MW pour produire 2MW ( J.E.T. - Joint European Torus) ce qui signifie que l´on est encore très loin d´une utilisation commerciale de la fusion. Le J.E.T ne pourra produire qu´une puissance de 10MW au meilleur des expériences. Pour une centrale rentable, il faudra en doubler ou tripler les dimensions.
Pour le moment le projet ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) devrait permettre un grand pas en avant dans la recherche et l´application de la fusion thermonucléaire (production de 1000 MW pendant 1000 secondes).
En rouge le Plasma à très haute température placé dans une enceinte à vide. C´est un mélange deutérium + tritium (D+T).
Les champs magnétiques évitent que la plasma se dilate et touche les parois.
La chaleur produite (énergie dégagée lors de la fusion) entretient la réaction et chauffe la couverture. L´énergie thermique est récupérée pour être transformée en électricité.
Les neutrons récupérés dans la couverture réagissent avec du lithiuim et crée du tritium qui peut être réutilisé dans le réacteur (ce qui est important car cdet isotope n´existe pas à l´état naturel).
