Qu'est-ce que la fusion nucléaire?

À la fin du 19e siècle, des mesures spectroscopiques de la lumière du soleil avaient révélé que le Soleil contient une grande quantité d'hydrogène et une petite quantité d'hélium. Les scientifiques en étaient pleinement conscients dans les premières décennies du 20e siècle, mais la relativité n'ayant été introduite que récemment et la physique quantique étant encore à ses débuts, il n'était pas possible d'appliquer cette observation au problème de la production d'énergie par les étoiles. C'était un mystère complet jusqu'au début des années 1920, lorsque le physicien britannique Francis Aston a découvert que la masse combinée de quatre atomes d'hydrogène était légèrement supérieure à la masse d'un seul atome d'hélium. La théorie d'Einstein a prédit que cette différence de masse serait convertie en énergie, et Aston a donc émis l'hypothèse que les étoiles produisaient de l'énergie en fusionnant des atomes d'hydrogène en hélium. Cette hypothèse a été validée au cours des 20 prochaines années, et la théorie de la fusion stellaire est désormais considérée comme l'un des triomphes de la physique moderne.

On s'est également vite rendu compte que les réactions de fusion pouvaient produire d'énormes quantités d'énergie utile. Non seulement cela, mais le carburant (hydrogène) dont il aurait besoin est si abondant dans la Terre qu'il est effectivement illimité, et le seul déchet est l'hélium, qui n'est pas toxique et ne contribue pas au réchauffement climatique.

Cet article discutera de ce qu'est la fusion nucléaire et de ses implications en tant que source d'énergie.

Conversion masse-énergie

Contrairement à la chimie, la masse n'est pas conservée dans une réaction nucléaire. On trouvera toujours que la masse des produits de la réaction est différente de la masse des réactifs. Cette différence de masse est appelée défaut de masse, que nous écrivons comme ∆m. La masse semble disparaître car le défaut de masse est transformé en énergie par l'équation d'Einstein. L'énergie obtenue par la réaction est E = ∆mc². Pour obtenir l'énergie utile, nous avons besoin que ∆m soit positif. Dans une réaction de fusion, cela signifie que nous voulons que la masse du produit soit légèrement inférieure à la masse des réactifs, comme un atome d'hélium légèrement plus léger que quatre atomes d'hydrogène. En fission, cela signifie que nous voulons que la masse des produits soit inférieure à la masse du réactif, comme un atome d'uranium légèrement plus massif que la masse combinée des neutrons et les atomes de krypton et de baryum que produit la réaction. Il faudrait plus d'énergie pour effectuer les réactions dans les directions opposées que celles qui seraient libérées: il est en principe possible de diviser un atome d'hélium en hydrogène, mais ce processus consommerait plus d'énergie qu'il n'en serait libéré.

Énergie de liaison

Même si le nombre de nucléons reste le même dans la réaction, pourquoi un atome d'hélium est-il plus léger que quatre atomes d'hydrogène, et pourquoi un atome d'uranium est-il plus lourd que la masse combinée d'un krypton et d'un atome de baryum? Où est exactement la masse supplémentaire? Pour commencer à répondre à cette question, écrivons l'équation de conservation d'énergie pour la réaction. Soit Ep la masse-énergie d'un proton (qui est presque exactement égale à la masse-énergie d'un atome d'hydrogène, nous négligeons l'électron puisque sa masse est ~ 1/2000 de celle du proton), En l'énergie de masse de un neutron, E-He l'énergie de masse d'un atome d'hélium, et ∆E l'énergie libérée par la réaction. L'équation énergétique est:

Cela nous indique qu'il y a deux termes à l'énergie totale stockée dans le noyau d'un atome d'hélium. Le premier est l'énergie de masse de ses quatre nucléons (deux protons et deux neutrons, nous traitons leurs énergies de masse à peu près égales puisque l'énergie de masse d'un proton est d'environ 999/1000 celle d'un neutron) et le second est un terme négatif avec une valeur absolue de ∆E. Cette énergie négative est appelée énergie de liaison. Elle correspond à l'énergie potentielle totale de l'interaction dans laquelle la force nucléaire forte maintient tous les nucléons ensemble moins l'énergie potentielle électrique de la force de Coulomb répulsive entre les particules chargées. L'énergie de liaison est négative car une particule devrait faire un travail (perdre de l'énergie cinétique) pour s'échapper du noyau. L'énergie de liaison par nucléon est une propriété caractéristique des atomes d'un élément donné, et cette énergie est représentée dans le tableau suivant:

Remarque: représente la valeur absolue de l'énergie de liaison. Source: Wikimedia Commons

Une règle importante est que si les noyaux produits d'une réaction ont une énergie de liaison par nucléon inférieure (supérieure en valeur absolue et donc supérieure sur le graphique, mais inférieure dans le sens d'être plus négatif) que les réactifs, alors l'énergie sera libérée. Pour voir pourquoi c'est le cas, imaginez un état intermédiaire après la réaction (fusion ou fission) dans lequel un noyau de produit existe pendant un seul instant comme un état non lié consistant en un fouillis de protons et de neutrons non interactifs. Pour devenir un noyau, le tas de nucléons doit se lier en interagissant via la force nucléaire puissante. L'énergie de cette interaction est l'énergie de liaison, qui est négative, donc l'énergie totale du système composé de la pile de nucléons est abaissée lorsqu'elle se transforme en un noyau approprié. Mais l'énergie doit être conservée, donc pour que le système baisse son énergie interne, il doit avoir expulsé de l'énergie dans son environnement.

Vous pouvez également voir sur le graphique que les éléments plus lourds que le fer libèrent de l'énergie lorsqu'ils sont séparés et des éléments plus légers que le fer libèrent de l'énergie lorsqu'ils sont fusionnés. Le fer est l'élément le plus stable et aucune réaction ne peut diviser ou fusionner le fer tout en libérant de l'énergie.

Comment provoquer la fusion

Nous avons établi ce qui se passe pendant la fusion nucléaire, mais nous devons également savoir comment faire fusionner deux noyaux atomiques.

Les noyaux atomiques, constitués de neutrons non chargés et de protons chargés positivement, sont tous chargés positivement et se repoussent donc. Cependant, lorsque la séparation entre deux noyaux est comparable au diamètre nucléaire, une nouvelle force appelée force nucléaire forte devient active. Contrairement à la force électrostatique, qui a une portée infinie, la force nucléaire forte a une portée finie et de fortes interactions nucléaires ne se produiront donc pas entre des noyaux séparés par une distance supérieure à cette plage. Cependant, contrairement à la force électrostatique, la force forte est attractive et maintient les protons et les neutrons ensemble contre la force électrique répulsive. Deux noyaux fusionneront si nous pouvons les rapprocher suffisamment pour que la force nucléaire puissante domine la force électrostatique.

Plutôt que de penser aux forces ici, l'image sera plus claire si nous pensons en termes d'énergie potentielle, et pour une première passe, adoptons une approche classique naïve qui ignore la mécanique quantique. Une particule de charge q chargée positivement, comme le noyau d'un atome d'hydrogène (un proton), produit un champ de potentiel électrique donné par:

Unités de joules / Coulomb

Où ε0 est une constante physique appelée permittivité de l'espace libre. Ce que ce champ potentiel nous dit, c'est que si deux charges Q et q sont séparées par une distance r, alors l'énergie potentielle associée à leur interaction mutuelle est:

Vous pouvez voir que cette énergie augmente à mesure que la distance r diminue. Par conséquent, afin de rapprocher les deux charges, nous devons effectuer des travaux sur le système des deux charges. Imaginez que vous essayez de forcer les pôles nord de deux aimants à barres ensemble. C'est possible, mais cela demande un certain effort. La quantité de travail que nous devons faire pour induire la fusion de deux protons est donc la quantité de travail que nous devons faire pour amener deux charges q = Q = ~ 1,6 × 10 ^ –19 Coulombs à la distance à laquelle la force forte domine, r = 1,7 femtomètres (1fm = 10 ^ -15 mètres). Par conséquent, U = 1,35 × 10 ^ -13 Joules, soit environ 843 keV (1 keV = 1000 électron-volts).

Pour comprendre le raisonnement ici d'une manière plus tangible, imaginez essayer de frapper une balle de masse m pour qu'elle roule jusqu'au sommet d'une colline de hauteur h. Près de la surface de la Terre, l'énergie potentielle d'un poids à la hauteur h est U = mgh (La nature des fonctions potentielles nous permet d'affirmer arbitrairement que le potentiel est nul au bas de la colline quelle que soit l'altitude au dessus du niveau de la mer) . Si nous supposons que la forme de la colline est donnée par une fonction y (x), alors nous pouvons envisager la colline comme une barrière de potentiel spatial U (x) = mgy (x) que la balle doit avoir une énergie cinétique supérieure à mgh afin de traverser, sinon il est bloqué. La forme de la colline est arbitraire tant que nous ignorons la résistance à l'air et le frottement.

Ce diagramme nous indique le comportement de la balle pour trois conditions différentes sur son énergie cinétique. Si l'énergie cinétique de la balle est inférieure à mgh, la balle atteint une hauteur inférieure à h, puis recule. Si l'énergie cinétique est précisément égale à mgh, la balle roule jusqu'au sommet de la colline et y reste. Si l'énergie cinétique est supérieure à mgh, la balle roule jusqu'au sommet de la colline, puis roule de l'autre côté. Regardons un diagramme qui illustre la situation de deux protons lorsqu'ils se rapprochent.

Remarque: l'axe vertical n'est pas à l'échelle.

Ce diagramme montre l'énergie totale de l'interaction des deux protons. Si l'énergie potentielle est positive, alors les protons doivent travailler pour réduire leur séparation et donc l'interaction aura tendance à se repousser. Si l'énergie potentielle est négative, alors les protons devraient travailler pour augmenter leur séparation et donc l'interaction aura tendance à être attrayante.

Dans la section de la courbe marquée par A, seule l'interaction électrostatique est active et le potentiel est positif. À une distance d'environ 1,7 fm, marquée par le point B, la forte interaction «se met en marche» et domine immédiatement l'interaction électrostatique. L'énergie au point B est appelée la hauteur de la barrière et, si le proton commence à droite de la barrière et a une énergie inférieure à la hauteur de la barrière, alors nous nous référons à la région à gauche de la barrière comme classique région interdite. À des distances inférieures à environ 0,7 fm, notées au point C, l'interaction forte passe de positive à répulsive, de sorte qu'une particule sur la section de la courbe marquée par D sera repoussée vers C.

La section de la courbe de potentiel où l'interaction électrostatique domine, V (x) pour x> 1,7 fm, est appelée barrière électrostatique, ou Coulomb. Nous avons discuté plus tôt que l'énergie de la barrière de Coulomb est ~ 843 keV. Dans l'image classique, si le proton entrant a une énergie cinétique inférieure à cette quantité, il n'est pas en mesure de traverser la barrière de Coulomb, comme dans la situation où une balle doit être lancée avec une quantité suffisante d'énergie cinétique pour la franchir. la colline.

Alors, comment donner au proton suffisamment d'énergie cinétique? Le moyen le plus simple et le plus efficace est de le rendre très «chaud». Bien sûr, la température n'est pas définie pour des atomes uniques, mais nous pouvons définir la température pour un grand échantillon d'atomes d'hydrogène, appelons-le T. L'énergie cinétique moyenne pour un échantillon de gaz monatomique à la température T est ⟨K⟩ = (3 / 2) kT où k est la constante de Boltzmann. On constate que la température requise est absurdement élevée: 6,5 milliards de Kelvin. Non seulement cet ordre de grandeur est supérieur à tout ce qui pourrait raisonnablement être atteint sur Terre, mais le cœur du Soleil a une température estimée à «seulement» 15 millions de Kelvin, soit environ 0,23% de la température que nous avons obtenue grâce à notre approche naïve. Alors, comment se fait-il qu'une fusion stellaire puisse se produire, et comment pourrions-nous espérer faire de la fusion ici sur Terre?

Pénétration de la barrière

La réponse réside dans le phénomène de pénétration de la barrière, également connu sous le nom de tunneling quantique. Nous savons tous que la position n'est pas bien définie pour les particules aux échelles de distance atomique et subatomique. Si nous prenons une mesure de la position du proton entrant et constatons qu'il se trouve à droite de la barrière de Coulomb, avec une énergie inférieure à la hauteur de la barrière, alors il y a une probabilité non nulle qu'une deuxième mesure trouve le proton dans l'interdit classique pour toute valeur finie de la hauteur de barrière. Le calcul, qui utilise l'approximation WKB, est trop avancé et impliqué pour le niveau de cet article, mais finalement nous pouvons constater que l'équation donnant la probabilité est:

Dans le cas de la fusion stellaire de deux protons, nous constatons que, en supposant que le proton à x = 0 ne se déplace pas beaucoup pendant le processus de collision, le proton entrant ayant une énergie moyenne donnée ⟨K⟩ = (3/2) kT de sorte que E = 1935 eV, la probabilité de pénétration de la barrière est d'environ 1,2 × 10 ^ -17. Cela peut sembler être un nombre extrêmement petit, mais gardez à l'esprit que nous avons affaire à des quantités macroscopiques d'atomes d'hydrogène. Si un gramme d'atomes d'hydrogène est incident sur un gramme d'atomes stationnaires, on peut s'attendre à ce que 7,2 millions d'événements de fusion se produisent.

Dans le cas spécifique de la fusion stellaire, notons que la fusion de deux protons n'est que la toute première étape de ce que l'on appelle le cycle proton-proton. Les deux noyaux d'hydrogène fusionnent et deviennent un état lié extrêmement instable appelé diproton, qui se désintègre avec une demi-vie estimée à ~ 10 ^ -22 secondes. Pour devenir un noyau de deutérium stable (qui sera ensuite fusionné en hélium-3, puis en hélium-4), l'un des protons doit se désintégrer en neutron en émettant un positron et un neutrino électronique. Ce processus est encore plus improbable, mais les étoiles sont néanmoins capables de produire suffisamment d'énergie car il y a tellement d'atomes d'hydrogène présents. Cette situation est particulière au cas de la fusion stellaire, et nécessiterait en outre une longue digression dans les interactions nucléaires, donc nous n'y consacrerons pas beaucoup plus de temps dans cet article.

Quel que soit le processus de fusion que nous essayons d'induire, qu'il s'agisse de deux atomes d'hydrogène réguliers, ou de deux atomes de deutérium, de deutérium et de tritium, ou de toute autre chose, c'est l'approche de base: un gaz d'atomes est chauffé jusqu'au point où l'énergie cinétique de leur mouvement thermique aléatoire est suffisamment grande pour leur donner un changement suffisamment élevé de tunneling, et donc de fusion, lorsqu'ils entrent en collision. Dans la fusion stellaire, la chaleur pour allumer d'abord la réaction est produite par le frottement et la pression lorsque tous les atomes de gaz s'effondrent vers l'intérieur lorsque l'étoile se forme, et à partir de là la chaleur requise est produite par la réaction en chaîne. Dans la fusion artificielle, nous devons être un peu plus créatifs. Trois techniques principales font actuellement l'objet de recherches. Le premier est appelé injection de faisceau neutre, et ce processus produit de la chaleur en projetant des particules de très haute énergie dans le plasma. Le second utilise des champs magnétiques oscillant rapidement pour pomper de l'énergie dans le plasma. Le troisième est le chauffage ohmique, qui exploite la tendance d'un conducteur (comme un plasma) à chauffer lorsqu'un courant élevé le traverse. Un problème majeur en suspens est de savoir comment mettre en place la réaction afin que les réactions de fusion elles-mêmes contribuent à maintenir le plasma aux températures nécessaires. Un chauffage efficace reste l'une des préoccupations centrales de la recherche sur la fusion, d'autant plus que la fusion artificielle, qui nécessite une vitesse de réaction plus rapide que la fusion stellaire, nécessite des températures supérieures à 100 millions de Kelvin.

Types de réacteurs

Jusqu'à présent, cet article a été plutôt abstrait et certains peuvent trouver cela un peu fastidieux. Mais maintenant, nous sommes en mesure de commencer à rendre cela plus concret en parlant de certains des différents types de réacteurs à fusion qui font l'objet de recherches aujourd'hui, qui, espérons-le, seront plus intéressants. Notez que contrairement à la fusion stellaire, presque tous les réacteurs artificiels produisent de l'hélium en fusionnant le deutérium et le tritium, soit dans le cycle DD (deux atomes de deutérium pour produire un hélium) ou dans le cycle DT (un atome de deutérium et un tritium pour produire sur l'hélium).

Le Tokamak

Le réacteur Tokamak est probablement la technologie la plus immédiatement reconnaissable de cette section. Le nom est russe et est l'acronyme des mots russes pour «chambre toroïdale à bobines magnétiques» ou encore «chambre toroïdale à champ magnétique axial». Développé dans les années 50 de l'ex-Union soviétique, le Tokamak est le style de réacteur de fusion le plus étudié et développé et reste un candidat de premier plan pour la production d'énergie de fusion à grande échelle.

Un réacteur Tokamak a une chambre toroïdale (en forme de beignet). Les champs magnétiques sont produits par les bobines vertes de la figure et par un courant électrique conduit par le plasma lui-même. Le champ magnétique résultant est hélicoïdal et indiqué par les flèches violet foncé sur la figure. Il est donc classé comme réacteur de confinement magnétique, c'est-à-dire qu'il utilise des champs magnétiques pour chauffer et contenir le plasma.

Diagramme schématique d'un Tokamak et de ses champs magnétiques. Source: CCFE

Il s'agit du type de réacteur expérimental le plus courant, avec environ trois douzaines actuellement actives dans le monde. Lorsque le Tokamak ITER en France sera terminé en 2025, ce sera le plus grand Tokamak du monde.

Plasma à l'intérieur du réacteur MAST au Royaume-Uni. Source: ITER.

Le Stellerator

Le modèle de Stellerator est un autre dispositif de confinement magnétique qui suit le même principe de fonctionnement de base que le Tokamak, mais avec une différence clé. Afin de contenir le plasma, le Tokamak produit un champ hélicoïdal. Cela nécessite un courant important à travers le plasma lui-même. Cela rend le plasma moins stable, augmentant les chances de défaillance du confinement magnétique, interrompant la réaction et endommageant potentiellement le réacteur. Le Stellerator évite cela en tordant le plasma et le réacteur lui-même plutôt que de créer un champ magnétique de torsion.

Schéma du plasma (jaune) et d'une ligne de champ magnétique (vert) dans le réacteur Wendelstein 7-X prévu. Source: Wikimedia Commons

Ce problème fondamental avec les Tokamaks a été noté par Enrico Fermi et ses collègues très peu de temps après la première proposition de conception du Tokamak. Cependant, la conception d'un réacteur de cette manière nécessite des simulations et des dessins informatiques extrêmement précis, ainsi que des champs magnétiques extrêmement puissants produits par des bobines supraconductrices fabriquées avec précision, qui n'étaient pas disponibles à l'époque de Fermi. Cette technologie n'était disponible que dans les années 90 et ce n'est donc que très récemment que les Stellerators ont pu être sérieusement proposés. Le Wendelstein 7-X en Allemagne, achevé en 2015, est actuellement le plus grand Stellerator en activité et devrait atteindre un fonctionnement continu - une étape importante dans la recherche sur la fusion - en 2021.

Premier allumage plasma dans Wendelstein 7-X. Source: Institut Max Planck.

Direct Drive

Cette approche est complètement différente des deux dont nous venons de parler. Un réacteur à entraînement direct est classé comme un dispositif de confinement inertiel. En confinement inertiel, des quantités extrêmement élevées d'énergie sont délivrées à une pastille de combustible solide, chauffant la pastille à une température extrême. La couche externe de la pastille se vaporise et explose vers l'extérieur avec une grande force, et donc une force de réaction repousse à l'intérieur, créant une onde de choc. Cette onde de choc est responsable de l'énergie et de la compression utilisées pour chauffer et confiner le plasma résultant. Presque tous les appareils récents ont utilisé des lasers.

Représentation simplifiée du processus de confinement inertiel. Source: Wikimedia Commons.

Vous pouvez voir ce processus illustré dans le diagramme. À l'étape 1, les lasers chauffent la couche externe du culot. À l'étape 2, la couche externe se vaporise et produit une onde de choc, entraînant des forces dirigées vers l'intérieur et l'extérieur. À l'étape trois, les ondes de choc forcent le culot à s'effondrer vers l'intérieur, induisant une fusion à l'étape 4.

Cette approche fait actuellement l'objet de recherches au National Ignition Facility aux États-Unis.

La fusion par confinement inertiel a été critiquée par certains qui allèguent que c'est un front pour la recherche sur les armes nucléaires déguisée en recherche énergétique. Cela peut très bien être le cas avec certains acteurs gouvernementaux spécifiques (le NIF en particulier est financé par le même organisme gouvernemental qui gère le stock nucléaire), mais l'ensemble du domaine de la fusion par confinement inertiel est très large et l'ICF est toujours un domaine important et actif. De la recherche.

Préamplificateurs de faisceaux au NIF. Le système laser a été utilisé pour produire une puissance de 500 térawatts, bien que pour un tout petit instant. Source: Wikimedia CommonsUne pastille de combustible pour le système NIF. Source: Wikimedia Commons.

Le Farnsworth Fusor

Les projets que nous avons examinés jusqu'à présent ont été d'énormes entreprises qui ne pouvaient espérer être accomplies que par certains des plus grands esprits du monde, travaillant dans des institutions avec le soutien financier d'États-nations entiers. En voici une que vous pouvez essayer à la maison!

Enfin, pas tout à fait. Vous aurez toujours besoin d'une base très solide en physique de base et en électronique. Le projet convient à une personne ayant au moins un baccalauréat en physique, idéalement travaillant en équipe, avec un budget de quelques milliers de dollars. En tant que jauge du niveau auquel vous voudriez probablement être, il n'est pas inconnu pour les majors de physique de les construire pour des projets seniors.

Le fusor Farnsworth, ou simplement fusor, est différent de la plupart des appareils de fusion expérimentaux en ce sens qu'il n'a pas pour objectif de générer une puissance utile. Les fusibles sont désespérément inefficaces. Cependant, ils ont une certaine utilité en tant que sources compactes et facilement contrôlables de rayonnement neutronique. Ils font également des photos très soignées.

Un réacteur construit par des physiciens de l'Université du Wisconsin-Madison. Le motif caractéristique «étoile en pot» est visible. Source de l'image: UWM.

Les fusibles fonctionnent par confinement électrostatique inertiel. Ce processus est similaire au confinement inertiel, mais il utilise un champ électrique au lieu d'une onde de pression. C'est peut-être aussi l'approche la plus simple pour réaliser la fusion. Les atomes à fusionner (la plupart des modèles utilisent du deutérium car il est relativement peu coûteux) sont ionisés et se chargent donc. Un champ électrique est créé par deux grilles sphériques concentriques à charge opposée. Les atomes sont projetés par le champ au centre du réacteur, où ils entrent en collision et ont une petite chance de fusionner. Le diagramme suivant illustre ce processus, bien que dans une seule dimension.

Schéma simplifié du confinement électrostatique inertiel.

Les noyaux de deutérium chargés positivement tombent dans les régions où le champ électrique est présent par des mouvements thermiques aléatoires. C'est une approximation raisonnable que le champ électrique est entièrement contenu dans cette région. Le champ les accélère vers le centre. Ils manquent les grilles d'anode et leur élan les porte en avant. Les noyaux peuvent fusionner lorsqu'ils entrent en collision au centre.

Il est peu probable que les fusibles jouent un rôle dans la production d'énergie, mais parce qu'ils sont petits, relativement peu coûteux, et parce qu'ils peuvent être construits et exploités par une personne sans doctorat en physique des plasmas, ils font néanmoins l'objet d'intenses recherches professionnelles et amateurs. Une petite mais florissante communauté de «Fusioneers» s'est développée en ligne, tirant son origine de divers horizons, notamment des physiciens professionnels, des amateurs de science et des enfants prodiges occasionnels.

Fusion à froid et autres canulars

Si et quand la fusion est exploitée en tant que source d'énergie viable, elle sera considérée à juste titre comme l'une des plus grandes réalisations scientifiques de l'humanité, et la renommée et la richesse attendent certainement les scientifiques et les ingénieurs qui ont finalement résolu le problème. Un effet secondaire malheureux de cela est que l'histoire de la recherche sur la fusion est ternie par des projets bien intentionnés mais trop médiatisés qui échouent finalement, canulars, fraudes directes et théoriciens du complot d'énergie libre.

Au premier rang de ceux-ci se trouve ce qu'on appelle la «fusion à froid», c'est-à-dire un réacteur de fusion qui produit soi-disant une puissance nette à la température ambiante ou à proximité. Nous avons décrit plus haut dans l'article pourquoi des températures extrêmement élevées sont nécessaires pour que la fusion se produise. Il n'y a aucun moyen de contourner ce fait qui est actuellement connu de la science, quelles que soient les nombreuses allégations faites par les promoteurs au cours des décennies. Toute affirmation selon laquelle la fusion a été réalisée à ou près de la température ambiante, ou vraiment à une température inférieure à 10 millions de degrés Celsius, doit être traitée avec un scepticisme intense. La seule exception à cette règle est la fusion catalysée par muons, un processus hautement spéculatif mais valide qui implique des réactions ayant lieu près du zéro absolu.

Malheureusement, il y en a trop qui flottent sur Internet pour que j'espère pouvoir tous les réfuter. RationalWiki a deux articles fantastiques sur le sujet:

  • Fusion froide
  • Fusion woo

Lors de l'évaluation des déclarations des médias sur toute technologie de pointe, il vaut mieux être optimiste mais sceptique, et dans la situation actuelle, il y a en fait de bonnes raisons d'être optimiste. Soyez toujours prudent de tomber dans le piège du battage médiatique et des vœux pieux, et ne faites jamais confiance à quelqu'un qui essaie de vous convaincre de quelque chose qui semble trop beau pour être vrai.

Où allons-nous à partir d'ici?

Il y a de bonnes raisons de croire que l'énergie de fusion est possible et pourrait être un élément clé de notre approvisionnement énergétique au cours de notre vie. La question n'est plus une question de faisabilité technique et scientifique, c'est une question d'économie et de politique. Aux États-Unis, nous avons actuellement un gouvernement qui est de plus en plus désintéressé par le financement de la recherche et qui reste sous l'emprise de l'industrie des combustibles fossiles. Sur la scène mondiale, les mouvements nationalistes et réactionnaires menacent le progrès des efforts internationaux pour collaborer et développer des technologies nouvelles et durables. Pour les sociétés énergétiques à but lucratif, le calcul économique froid ne laisse tout simplement aucune incitation à bouleverser le statu quo technologique. Si nous voulons avoir l'énergie de fusion, et avec la menace d'aggravation du changement climatique chaque jour, nous avons besoin de l'énergie de fusion, alors cela nécessitera une action politique.

Il y a lieu d'espérer. Les développements intervenus dans l'Union européenne ont sorti la fusion nucléaire du domaine de la spéculation et la puissance de fusion est désormais une perspective à court terme. Un mouvement progressiste jeune et énergique a remué et gagne maintenant des élections et agite activement pour le progrès scientifique et environnemental. L'industrie des combustibles fossiles commence enfin à perdre son emprise sur la société à mesure que les alternatives deviennent plus viables et que la géopolitique de l'approvisionnement en pétrole et en charbon devient plus instable. Les progrès seront lents et réguliers, mais il y a tout lieu de croire que la fusion alimentera nos foyers au cours de notre vie.

Remarques finales / randonnées

Si vous êtes arrivé jusqu'ici, merci beaucoup d'avoir lu. J'ai récemment complètement négligé ce blog et je m'en excuse. Du côté positif, j'ai compris comment utiliser les boucles dans LaTeX tout en créant les graphiques de cet article, ce qui était bien. J'espère que je pourrai bientôt commencer à y consacrer plus d'attention. Je n'arrête pas de dire que je vais essayer de publier au moins un article par semaine, mais les choses ont l'habitude de faire obstacle. Je prévois maintenant de commencer ma série Essence of Quantum Mechanics maintenant que j'ai de bonnes réflexions sur le style et l'approche que je devrais utiliser et la direction que je devrais prendre.

Comme toujours, je prends l'entière responsabilité de toute erreur présente et j'apprécie toute correction.