La énergie nucléaire il a une grande importance dans le système énergétique mondial. Il est capable de générer une grande quantité d'énergie au prix de laisser déchets nucléaires être traité. La fusion nucléaire C'est l'un des plus grands défis que l'humanité n'a pas encore développé. C'est une immense opportunité qui pourrait mettre fin aux problèmes de déficit énergétique et d'approvisionnement. Partout dans le monde, de nombreux scientifiques mènent de grandes recherches à ce sujet.
Dans cet article, nous allons vous dire ce qu'est la fusion nucléaire et quels sont les avantages et opportunités qu'elle apporterait à l'humanité si elle parvenait à devenir commerciale. Voulez-vous en savoir plus? Il vous suffit de continuer à lire.
Qui est la fusion nucléaire
Dans un article précédent, nous avons vu que fission nucléaire Il s'agissait de briser des atomes lourds tels que le plutonium et l'uranium pour obtenir de l'énergie. Dans ce cas, la fusion nucléaire signale un processus totalement opposé. C'est une réaction capable de joindre deux noyaux plus légers pour en former un plus lourd.
La jonction de deux atomes plus légers pour en faire un plus lourd libère de l'énergie, car le noyau lourd est inférieur à la somme du poids des deux noyaux séparément. En profitant de cela, de l'énergie peut être libérée dans le processus pour n'importe quoi. Compte tenu du fait que l'énergie de ce processus est très concentrée, dans un seul gramme de matière il y a des millions d'atomes présents, donc avec peu de carburant, il pourrait générer d'énormes quantités d'énergie si nous le comparons aux carburants actuels.
En fonction des noyaux qui participent à ce processus de fusion nucléaire, plus ou moins d'énergie sera générée. La réaction la plus simple à réaliser est l'union entre le deutérium et le tritium pour obtenir de l'hélium. Dans cette réaction, 17,6 MeV seraient libérés. C'est une source d'énergie pratiquement inépuisable puisque l'on trouve du deutérium dans l'eau de mer et du tritium peut être obtenu grâce au neutron qui se dégage de la réaction.
Comment se fait la fusion nucléaire?
Bien que cette production d'énergie mondiale résoudrait les problèmes d'énergie et de pollution, il n'est pas facile de le faire. Vous savez avec certitude que cela fonctionne et vous savez comment le faire. Cependant, les conditions nécessaires pour pouvoir contrôler avec une précision absolue toutes les exigences du procédé ne sont pas encore entièrement connues. Vous devez penser que cette fusion nucléaire est un processus qui se déroule dans notre plus grande étoile, le Soleil. il faut avoir des températures très élevées pour le réaliser.
Les particules sous forme de nuages peuvent être utilisées à l'intérieur des réacteurs de fusion nucléaire, qui sont soumis à deux cent millions de degrés de chaleur. Imaginez juste une seconde à ces températures; cela signifierait la désintégration totale de presque n'importe quel objet. Ces températures sont nécessaires si nous voulons que le processus ait lieu. Le simple fait de faire face à ces températures élevées est déjà un défi pour les scientifiques, car aucun matériau ne peut y résister sans se détruire.
Pour pallier cette situation de températures folles, le plasma est utilisé. Son effet de confinement magnétique est dix fois plus chaud que le noyau du Soleil. La température monstrueuse à laquelle ces atomes doivent être soumis est parce que c'est la seule façon pour eux de la donner. énergie cinétique nécessaire pour qu'ils surmontent leur répulsion naturelle et fusionnent.
Les deux noyaux Ils ont la même charge électrique et positive, par conséquent, ils se repoussent. Avec des températures aussi élevées, nous pourrons générer une énergie cinétique si forte qu'elle pourra transférer la capacité de se lier. Travailler avec ces températures et contrôler tous les facteurs et conditions qui y interviennent est quelque chose de totalement compliqué.
Stratégies de confinement scientifique
Pour les raisons ci-dessus, les groupes scientifiques qui étudient la fusion nucléaire ont conçu deux étapes et stratégies différentes: le confinement magnétique et le confinement inertiel.
Le confinement magnétique est celui qui vise à faire en sorte que le plasma à l'intérieur d'un champ magnétique empêche les noyaux des atomes qui sont à XNUMX millions de degrés Celsius de toucher les parois du réacteur. De cette façon, eNous protégerons ce qui est utilisé pour la fusion.
Un aspect important à prendre en compte est que, bien que toutes les particules soient soumises à ces températures, toutes ne peuvent pas subir le processus de collage. C'est un paramètre signalé par les scientifiques comme limitant la rentabilité de la fusion nucléaire d'un point de vue énergétique. De telle sorte que, pour être économiquement viable, le nombre de fusions doit être si élevé que l'énergie produite soit supérieure à celle investie dans sa production.
Le Soleil, bien qu'il ait une température 10 fois inférieure à celle nécessaire pour produire la fusion nucléaire, compte tenu de sa masse énorme, lui permet d'augmenter la pression à laquelle les noyaux sont soumis et la fusion se produit. par confinement gravitaire. Cette pression ne peut pas être recréée sur notre planète, il faut donc atteindre ces températures.
En revanche, le confinement inertiel n'utilise pas de champ magnétique pour empêcher le plasma de toucher les parois du réacteur, mais propose plutôt l'utilisation d'un combustible pour faire imploser une petite partie de deutérium et de tritium. Ainsi, tout le matériel se condense de manière violente et aboutit à l'union des noyaux de deutérium et de tritium.
Quand sera-t-il commercialement viable?
Pour que ce processus d'obtention d'énergie soit pleinement viable sur le plan commercial, il reste encore au moins trois décennies de recherche et d'essais. Maintenir le rythme actuel de recherche et d'investissement sur le sujet, il est possible que la technique avec laquelle il est finalement commercialisé soit au confinement magnétique.
Si nous voulons avoir une production d'énergie à partir de la fusion nucléaire d'ici le milieu de ce siècle, nous avons besoin que les scientifiques disposent du matériel et des ressources nécessaires pour mener à bien toutes les recherches pertinentes. Si ce n'est pas le cas, nous n'aurons que des laboratoires pleins de scientifiques divertis et sans progrès.