Nouveau record atteint par KSTAR, le réacteur expérimental également connu sous le nom de « soleil artificiel » de Corée du Sud, qui a dépassé les records existants de température et de performances ultra-élevées dans le maintien d’un plasma.
Inside KSTAR, the tokamak of South Korea also known as the « artificial sun » / Credit: KFE
Nouveau record de fusion nucléaire pour KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research), le réacteur expérimental de Corée du Sud qui a atteint un nouveau record historique, en confinant et maintenant un plasma d’hydrogène à une température de 100 millions de degrés Celsius – sept fois plus chaud que le cœur du Soleil – pendant 48 secondes, une condition clé pour l’avenir de la production d’énergie par fusion nucléaire. L’annonce officielle est intervenue à la fin d’une campagne de trois mois (décembre 2023-février 2024), au cours de laquelle KSTAR a dépassé l’ancien record de 30 secondes établi en 2021, démontrant une fois de plus les meilleures capacités de fonctionnement du dispositif de l’Institut coréen de fusion (KFE) Energy de Daejeon.
Nouveau record pour KSTAR, le « soleil artificiel » de Corée du Sud
La fusion nucléaire cherche à reproduire la réaction qui fait briller le Soleil et les autres étoiles, en fusionnant deux atomes légers, tels que ceux de l’hydrogène, en atomes plus lourds, pour libérer d’énormes quantités d’énergie. Souvent considérée comme le Saint Graal des solutions climatiques et de l’énergie propre, la fusion a le potentiel de fournir une énergie illimitée sans la pollution au carbone qui réchauffe la planète. Cependant, maîtriser le processus sur Terre est extrêmement difficile mais fait l’objet de différentes approches expérimentales.
Dans ce domaine, KSTAR, également connu sous le nom de « soleil artificiel », est l’une des premières machines de fusion nucléaire (tokamak) à disposer d’aimants entièrement supraconducteurs dans un champ toroïdal pour confiner le combustible de fusion sous forme de plasma : le nouveau jalon atteint dans l’expérience, la première à être menée après une mise à niveau majeure des équipements depuis 2007, a été rendu possible grâce à l’utilisation du tungstène au lieu du carbone dans le « déviateur » qui extrait la chaleur et les impuretés produites par la réaction de fusion.
Nouveau record d’énergie de fusion nucléaire, produit 69 mégajoules en 5 secondes
« Par communiqué au déviateur en carbone existant, l’augmentation de la température de surface du déviateur en tungstène est seulement d’environ 1/4 même sous la même charge thermique, ce qui le rend avantageux pour le maintien à long terme du plasma à température ultra-élevée – ont expliqué les chercheurs du KFE. Cependant, il y a des préoccupations concernant la perte d’énergie due aux impuretés générées au contact du plasma, et pour surmonter ce problème, une technologie opérationnelle est nécessaire. En d’autres termes, cette campagne a également été l’occasion de confirmer l’intégralité de l’ingénierie et de la technique du dispositif de fusion nucléaire à la suite du remplacement du déviateur en tungstène.
Le succès de cette nouvelle campagne expérimentale est une nouvelle avancée pour KSTAR, dont l’objectif suivant sera de gérer une température supérieure à 100 millions de degrés pendant plus de 300 secondes, un « point critique » pour augmenter les opérations de fusion que les chercheurs prévoient d’atteindre d’ici 2026.
« Le fonctionnement à long terme du plasma à 100 millions de degrés fournit des données pour améliorer la compréhension du plasma à température ultra-élevée et sert de base à la recherche de nouvelles modes opératoires à utiliser dans les futurs réacteurs à fusion nucléaire – ont ajouté les chercheurs du KFE. Actuellement, une série de processus sera exécutée pour organiser les résultats de l’expérience, écrire l’article et le présenter pour publication. En attendant, nous examinerons et organiserons les données afin de nous préparer à de nouveaux essais dans la seconde moitié de 2023. »