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En bref : Une barrière de lithium liquide pour les futurs réacteurs à fusion

ActualitéClassé sous :physique , fusion , Iter

Quels matériaux et structures peuvent supporter les flux intenses de radiations qui seront émis par les futurs réacteurs à fusion ? C'est l'un des défis auxquels les physiciens devront faire face pour envisager dans le futur la création de centrales basées sur ce mode de production d'énergie. Un pas dans cette direction a été effectué récemment par Richard Majeski et ses collaborateurs avec un article paru dans "Nuclear Fusion" dans lequel il propose l'utilisation d'une paroi de lithium liquide fondu.

Les réacteurs à fusion, comme Iter, repose sur la fusion des noyaux de deutérium et de tritium dans un plasma chaud confiné magnétiquement dans un tore. En plus de produire de l'hélium, la fusion produit des neutrons emportant la majeure partie de l'énergie libérée lors de la réaction. Ce flux a été estimé à environ 10^19 neutrons de haute énergie émis par centimètre carré et par seconde.

Plusieurs propositions sont à l'étude pour construire une paroi capable de supporter un tel flux. Les chercheurs ont pensé, entre autres, entourer le tore par une première paroi solide composé de tungstène ou de carbone choisis pour leur grande résistance et la grande température qu'ils peuvent supporter sans se mettre à fondre. Le désavantage de cette option est que la structure va se trouver assez rapidement dégradée par les radiations et devra être changée régulièrement.

La solution que propose Majeski et ses collaborateurs, reposant sur l'utilisation d'une première barrière de lithium liquide, va donc permettre de contourner le problème de dégradation des structures solides. La faisabilité d'une telle options a été démontrée lors d'une expérience qu'ils ont effectuée auprès du réacteur CDX-U à Princeton autour duquel ils ont placé une paroi en lithium liquide. De plus, ils ont pu noter, avec cette dernière, une amélioration notable des performances du réacteur, par exemple une tension quatre fois plus basse pour maintenir le courant dans le plasma.

Source : Nature physics online, doi: 10.1038/nphys003 (7 juillet 2005)

R. Majeski et al., Nuclear Fusion 45 (2005) 519 (publié le 26 Mai 2005)

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