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Contenu archivé le 2023-03-02

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Des chercheurs mettent au point un code pour assurer la stabilité du plasma du réacteur ITER

Des chercheurs de l'Institut Max Planck de la physique des plasmas ont mis au point un code spécial, permettant de calculer les noeuds dans le projet du réacteur thermonucléaire expérimental international (ITER). Cela devrait assurer la stabilité du réacteur. Le réacteur de ...

Des chercheurs de l'Institut Max Planck de la physique des plasmas ont mis au point un code spécial, permettant de calculer les noeuds dans le projet du réacteur thermonucléaire expérimental international (ITER). Cela devrait assurer la stabilité du réacteur. Le réacteur de fusion expérimental, situé à Cadarache, dans le sud de la France, tentera de reproduire sur Terre les réactions nucléaires qui alimentent le Soleil et les autres astres. Afin de produire cette énergie, le réacteur devra chauffer le plasma hydrogène à des températures dépassant les 100 millions de degrés Celsius. Selon les estimations, le réacteur pourrait produire, par impulsions durables, une puissance de fusion de quelque 500 mégawatts. Étant donné la température très élevée du plasma, cette dernière doit être contenue dans un champ magnétique, évitant tout contact avec le mur de la cuve du réacteur. L'interaction des particules du plasma et de la cage magnétique peut cependant provoquer l�apparition de secousses et de creux (noeuds) en-dehors du champ magnétique. Ces noeuds réduisent la couche du plasma, diminuant aussi le rendement de la fusion. Dans le projet ITER, affirment les calculs des chercheurs, ces derniers apparaîtraient dans les états du plasma, paramètre sur lequel les scientifiques comptent pour mettre au point un réacteur capable de fonctionner de façon continue. Il existe, cependant, de nombreuses solutions possibles au problème: l'une est d'utiliser un mur supraconducteur, pouvant stabiliser le plasma et compenser les liens. L'autre possibilité est un mur «normal» en acier, qui pourrait ralentir la formation de noeuds - de microsecondes en millisecondes. Cela ralentit suffisamment le procédé pour permettre l'intervention d'un système de rétroaction automatique. Des courants de contrôle électrique faibles, circulant dans de petites bobines d'électro-aimants attachées au mur, pourraient également être utilisés pour capturer et éradiquer les secousses et les creux avant leur croissance. Pour une efficacité optimale de ces solutions, les chercheurs doivent pouvoir décrire et calculer les procédures avec précision. C'est ici qu'entre en jeu le code Starwall, nouvellement mis au point. Pour la première fois, le code offre des explications concernant les murs du plasma et de la cuve, dans les trois dimensions spatiales. Auparavant, seules deux dimensions spatiales étaient calculées. Cela est dû à la forme asymétrique de la cuve de plasma toroïdale, de la cage magnétique et du plasma, et aucun changement ne peut s'opérer autour de l'anneau. Cependant, lorsque les chercheurs décrivent les interactions électromagnétiques entre le plasma et le mur de la cuve, ils doivent prendre en considération les irrégularités du mur. Par exemple, à certains endroits, de larges points d'accès rendent le plasma accessible pour des dispositifs de chauffage, des pompes et des instruments de mesure. Le calcul exact des noeuds dans le mur requiert cependant l'inclusion des trois dimensions spatiales. Le nouveau code devrait aider à garantir l'utilisation des procédés de bonne stabilité. Ce dernier a déjà calculé que le réacteur ITER pourrait demeurer stable malgré la pression du plasma, ce qui signifie une stabilité de 50% plus élevée qu'elle ne l'aurait été sans les procédés de stabilisation.