thermonucléaire (fusion).

thermonucléaire (fusion). production, en vue d'une utilisation, de l'énergie résultant de la fusion de noyaux atomiques légers. L'énergie de fusion nucléaire. Si l'on réussit à faire fusionner deux noyaux atomiques légers, par exemple un deuton et un triton (noyaux de deutérium et de tritium, qui sont les deux isotopes de l'hydrogène formés respectivement d'un proton et d'un neutron et d'un proton et de deux neutrons), le produit de cette fusion est un noyau plus lourd, dont la masse est inférieure à la somme des masses de départ. La différence de masse est récupérée sous forme d'énergie. Cette énergie est considérable, puisque 1 gramme de mélange (D, T) dégage 3,4.10 11 J, ce qui représente l'énergie que donne la combustion d'environ 8 tonnes de pétrole. Ce sont des réactions de fusion thermonucléaire qui assurent le chauffage des étoiles et qui sont, par conséquent, à l'origine du rayonnement solaire. Ce sont également ces réactions qui sont mises en oeuvre dans les machines thermonucléaires. Les conditions de la fusion thermonucléaire. Les noyaux qu'on veut fusionner sont des objets électriquement chargés positivement, qui se repoussent mutuellement. Pour que le phénomène de fusion puisse avoir lieu, il faut que la distance entre noyaux devienne de l'ordre de 10-15 m, distance à laquelle les forces nucléaires l'emportent sur les forces électriques. Pour communiquer aux noyaux l'énergie cinétique suffisante, il faut les chauffer à des températures T de l'ordre de 100 millions de degrés (ce qui correspond à des énergies cinétiques de l'ordre de 10 keV). Pour que la rencontre entre deux noyaux ait lieu, il faut en outre que la densité n du plasma de noyaux soit suffisamment élevée et que le temps du confinement & pendant lequel la température et la densité atteignent les valeurs critiques soit assez long. Ces trois conditions sont regroupées dans le critère de Lawson qui dit que le produit nT& doit être supérieur à 5.1021keV.s.m-3 pour que le système commence à fournir plus d'énergie qu'il ne faut en dépenser pour le chauffer et le confiner. Le confinement inertiel et le confinement magnétique. Par analogie avec les conditions réalisées dans une bombe thermonucléaire, les physiciens ont imaginé d'atteindre le critère de Lawson en comprimant très violemment une petite capsule sphérique contenant un mélange deutérium-tritium. Cette compression est obtenue en faisant converger sur la sphérule un nombre élevé de faisceaux lumineux issus de lasers construits pour émetttre des faisceaux très intenses, qui envoient une brève impulsion de lumière de façon isotrope sur la capsule, ce qui comprime et échauffe celle-ci pendant un temps très court. Jusqu'à présent, aucun laboratoire n'a atteint le critère de Lawson, mais les recherches se poursuivent au Japon, aux États-Unis et en France. Cette méthode constitue le confinement inertiel. Soumises à la force de Lorentz, des particules électriquement chargées qui se déplacent dans un champ magnétique décrivent des trajectoires spiralées qui les « confinent » à l'intérieur de la zone où règne ce champ. C'est le principe du confinement magnétique, réalisé en particulier dans des structures en forme de tores appelées tokamaks. Grâce à de puissants champs magnétiques, le plasma formé par le mélange de deutons, de tritons et d'électrons est à la fois chauffé et confiné à l'intérieur du tore où l'on a, avant injection du mélange, réalisé un vide poussé. L'énergie produite par la fusion, sous forme d'énergie cinétique de particules a (noyaux d'hélium) et de neutrons, sert d'une part à maintenir la température élevée nécessaire à la réaction (particules a), d'autre part à fournir de la chaleur qui sera convertie en énergie électrique (neutrons). Ces neutrons servent en outre à fabriquer, par réaction avec le lithium présent dans l'enveloppe du tore, le tritium nécessaire à la réaction. Dans le plus grand tokamak actuellement en service, le JET (Joint European Torus), réalisation commune des pays de la CEE auxquels se sont jointes la Suède et la Suisse, situé à Culham, près d'Oxford (Grande-Bretagne), la fusion a été obtenue en 1991. Bien que le critère de Lawson n'ait pas encore été atteint, les résultats actuels laissent espérer que la fusion thermonucléaire contrôlée, pour l'instant encore dans une phase expérimentale, pourra devenir la source d'énergie à la fois illimitée, d'un coût compétitif et non polluante, du XXIe siècle. Complétez votre recherche en consultant : Les livres thermonucléaire (fusion), page 5178, volume 9 Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats astres - La formation du système solaire - Introduction astres - Une étoile comme les autres : le Soleil astres - Vie et mort de quelques étoiles - Les étoiles du type Soleil astres - Vie et mort de quelques étoiles - Les étoiles massives : les supernovae atome - Le noyau - Isotopes et stabilité atome - Les atomes dans l'Univers - L'origine des atomes deuton fusion thermonucléaire nucléaire (physique)