Une expérience de fusion nucléaire à l'Université du Wisconsin-Madison a établi un record pour le champ magnétique stable le plus puissant confinant un plasma, laissant entrevoir un nouvel espoir que les prochains réacteurs de démonstration tiendront leurs promesses de produire plus d'énergie qu'ils n'en consomment.
Les nouveaux aimants proviennent de Commonwealth Fusion Systems (CFS), une start-up pionnière dans le secteur de la fusion qui a livré les dispositifs à l'expérience WHAM de l'Université du Wisconsin-Madison au début du mois. Une fois que l'équipe WHAM a refroidi les aimants à la température de fonctionnement et appliqué un fort courant électrique, les supraconducteurs à haute température ont produit un champ magnétique de 17 teslas. C'est plus de deux fois plus puissant que les scanners IRM haute résolution utilisés pour imager le cerveau humain.
Des aimants puissants sont essentiels pour le type d’énergie de fusion recherché par le CFS et d’autres. Pour chaque doublement de l’intensité d’un champ magnétique, la puissance de sortie d’un réacteur est multipliée par 16.
WHAM fonctionne depuis quelques années, mais « c'était le premier plasma avec ces nouveaux aimants », a déclaré Kieran Furlong, cofondateur et PDG de Realta Fusion. Realta a été séparée de WHAM en 2022, mais elle travaille toujours en étroite collaboration avec les scientifiques de l'UW-Madison et l'expérience elle-même.
Le record précédent était détenu par le réacteur expérimental Alcator C du MIT, a déclaré Furlong.
Le champ magnétique record de WHAM est en quelque sorte un moment de boucle complète qui illustre à quel point l'industrie de la fusion reste soudée : les recherches sur Alcator C et son successeur, Alcator C-Mod, ont contribué à prouver la physique qui sous-tend les conceptions du réacteur et de l'aimant du CFS.
CFS a été créée en 2018 par le MIT pour commercialiser l'énergie de fusion en utilisant une conception d'aimant révolutionnaire. CFS et Realta travaillent tous deux au déploiement de réacteurs qui utilisent de puissants champs magnétiques pour maintenir le plasma en combustion en place afin que les noyaux d'hydrogène puissent fusionner, un processus qui libère d'immenses quantités de chaleur. Le réacteur de CFS est ce qu'on appelle un tokamak, qui contraint le plasma à prendre une forme semblable à celle d'un beignet.
Realta et WHAM travaillent quant à eux sur un concept de miroir magnétique. Dans ce cas, deux aimants puissants placés à une certaine distance créent un champ magnétique qui maintient le plasma dans une forme qui ressemble à un petit pain Tootsie. Les aimants compriment le plasma à chaque extrémité et les ions hydrogène rebondissent dans la partie épaisse du petit pain où ils entrent en collision, fusionnant au cours du processus et libérant de la chaleur.
Le réacteur WHAM servira de banc d'essai pour la conception du réacteur miroir. Une fois que les connaissances sur le sujet seront suffisantes, Realta construira un réacteur de démonstration appelé Anvil, dont l'achèvement est prévu plus tard dans la décennie. Il sera similaire au réacteur WHAM, bien que plus grand, et en plus de fournir davantage de données sur la conception du réacteur, il permettra également aux scientifiques et aux ingénieurs de tester le comportement de différents matériaux à l'intérieur d'un réacteur en fonctionnement.
Après Anvil, Realta prévoit de construire Hammer, une évolution de la conception qui comportera non pas un mais deux aimants à chaque extrémité. Cela lui permettra de construire des réacteurs plus longs qui, selon elle, seront capables de fournir plus d'énergie.
