Fusion nucléaire – La solution ultime en matière d’énergie propre à l’horizon

Le pouvoir des étoiles

L’énergie nucléaire a une mauvaise réputation auprès de nombreuses personnes. C'est en partie justifié, des catastrophes comme Tchernobyl ou Fukushima ayant entaché sa réputation.

D’autres personnes sont d’un avis contraire, estimant que tout ce qui ne consiste pas à diviser les atomes est un moyen primitif et inefficace de produire de l’énergie. Ils soulignent également les faibles émissions de carbone et l’énergie de base très stable que l’énergie nucléaire peut fournir.

Il est probable que l'énergie nucléaire fera partie notre futur mix énergétique, Particulièrement comme le 4^th une génération de réacteurs nucléaires commence à être mise en service, qui sera plus propre, plus sûr et plus efficace.

Cependant, tous ces réacteurs s'appuient sur le concept d'énergie nucléaire. fission. Ils absorbent des atomes très lourds comme l'uranium, le thorium ou le plutonium et collectent de l'énergie lorsqu'ils se décomposent en éléments plus légers.

Une autre forme d'énergie nucléaire est le nucléaire la fusion. Il s’agit de prendre des éléments très légers et de les fusionner en éléments plus lourds.

La fusion nucléaire est littéralement ce qui alimente l’univers, chaque étoile étant un gigantesque réacteur à fusion nucléaire. Chaque seconde, le soleil consomme 600 millions de tonnes d'hydrogène. À titre de référence, cela signifie que le Soleil consomme une quantité d’hydrogène aussi importante que la masse totale de la Terre tous les 70,000 XNUMX ans.

Curieusement, cela signifie que l’énergie solaire (ainsi que l’énergie éolienne, la biomasse et même, en fin de compte, les combustibles fossiles) n’est en réalité que de l’énergie de fusion nucléaire (provenant du soleil), sauf avec des étapes supplémentaires.

Ainsi, si nous pouvions reproduire juste une petite quantité de cela sur Terre, nous pourrions accéder à un approvisionnement énergétique pratiquement illimité. Contrairement à l’uranium ou au thorium, qui sont relativement rares, l’hydrogène représente 74 % de toute la matière disponible dans l’univers.

Fission contre. La fusion

Lorsque nous brûlons des molécules comme le gaz naturel ou le pétrole, nous libérons l’énergie contenue dans les liaisons chimiques de la molécule. Il s’agit d’un niveau d’énergie plutôt élevé, mais loin d’être comparable à l’énergie contenue dans les atomes eux-mêmes.

C'est pourquoi 1 kg d'uranium contient la même quantité d'énergie que 2.7 millions de kg de charbon. L’hydrogène, lorsqu’il subit une fusion, est encore plus puissant.

Lorsqu’on parle d’énergie nucléaire, il peut être difficile de comprendre pourquoi on peut produire de l’énergie à la fois à partir de la fusion et de la fission.

La raison en est que l’énergie contenue dans le noyau d’un atome varie en fonction du poids de l’élément. Les noyaux des éléments lourds contiennent plus d'énergie que les éléments de poids moyen. Ainsi, lorsqu'ils se divisent, ils libèrent une partie de cette énergie sous forme de chaleur et de rayonnement. Cette chaleur est ce que nous collectons pour produire de l’électricité avec les centrales nucléaires.

Mais les éléments très légers sont encore plus énergétiques. Ainsi, lorsque nous les fusionnons en éléments de poids moyen, ils libèrent encore plus d’énergie.

Source: Nature

En conséquence, la fusion nucléaire peut produire 3 à 10 fois plus d’énergie que la division des atomes.

Combiné à l’extrême abondance de l’élément le plus léger possible, l’hydrogène, cela fait théoriquement de la fusion nucléaire une source de puissance illimitée, limitée uniquement par la quantité totale de matière dans l’univers tout entier.

Même dans le système solaire, les géantes gazeuses et les nuages ​​de comètes contiennent tellement d’hydrogène qu’il éclipse la masse entière de la Terre.

En réalité, même une civilisation humaine utilisant 1,000 XNUMX fois notre consommation d’énergie actuelle ne serait jamais à court de carburant.

Mieux encore, le produit résultant de la fusion de l’hydrogène, l’hélium, est un gaz non toxique, léger et chimiquement non réactif. Ainsi, aucun déchet nucléaire désagréable à gérer une fois le processus terminé.

La fusion est difficile

Pourquoi n’avons-nous pas encore alimenté la civilisation humaine grâce à la fusion nucléaire ?

Eh bien, le fait est que la fusion nucléaire est difficile à réaliser. Les noyaux des atomes d’hydrogène ont une charge électrique positive et se repoussent naturellement. Il peut donc être très difficile de les rapprocher suffisamment l'un de l'autre pour la fusion, comme 2 aimants ultra-puissants s'écartant l'un l'autre.

Dans la nature, seule la gravité écrasante d’une étoile entière suffit à rapprocher suffisamment les atomes d’hydrogène pour déclencher la fusion. Même quelque chose d’aussi grand que Jupiter est encore « trop petit » pour y parvenir.

Il est donc très, très difficile de rapprocher les atomes d’hydrogène sur Terre.

Cela a cependant été réalisé et a été réalisé pour la première fois par une machine à fusion dans les années 1950. Ces machines ont démontré la faisabilité de créer une fusion mais n’ont pas réussi à restituer suffisamment d’énergie par rapport à l’énergie utilisée pour déclencher la fusion.

(TTechniquement, la fusion nucléaire à grande échelle a été réalisée dès 1952 avec la première bombe thermonucléaire, mais il s'agit d'une technique difficilement utilisable pour créer une alimentation électrique sûre.).

Un autre problème lié à la fusion est que le plasma de fusion nucléaire est extrêmement chaud, généralement au-dessus de 100 millions de degrés Celsius. Il faut donc qu'il soit parfaitement contenu sinon il fera fondre le réacteur.

En raison de tous ces problèmes à résoudre, la fusion nucléaire est un domaine qui évolue lentement, avec le commentaire sarcastique que «La fusion, c'est toujours 30 ans dans le futur ».

Remplacer la gravité

Cette question de restituer suffisamment d’énergie à partir de la fusion, par rapport à celle utilisée pour déclencher la réaction de fusion nucléaire, est récurrente dans le domaine. La fusion étant très difficile à réaliser, la compression ne serait-ce que de quelques atomes d’hydrogène est extrêmement gourmande en énergie.

Plusieurs méthodes ont été proposées jusqu'à présent.

Il a été démontré que chacun d’eux « fonctionne », ce qui signifie qu’ils font fusionner l’hydrogène ou d’autres éléments légers en éléments plus lourds et libérer de l’énergie.

Tokamaks

Les réacteurs à fusion créent un espace en forme de beignet avec des champs magnétiques, où le plasma de fusion nucléaire peut être contenu.

Il s’agit actuellement de l’une des conceptions considérées comme ayant les plus grandes chances d’être optimisées pour devenir un réacteur à fusion commercial. Le premier tokamak a été construit en 1958 et constitue le concept de base du ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), le plus grand effort de recherche visant à développer la fusion commerciale, avec presque toutes les nations technologiquement avancées participant au projet.

Source: DOE

Cependant, ITER est un projet difficile, avec des retards considérables. Récemment, il a été annoncé que les réactions produisant de l’énergie pourraient ne pas se produire avant 2039.

Autres réacteurs à fusion d'aimants

Outre les tokamaks, d’autres modèles utilisent des aimants pour comprimer et confiner le plasma. Cela inclut les stellarateurs, les sphéromaks et les tori compacts.

Dans un réacteur stellaire, la forme du beignet est irrégulière/tordue. En théorie, cela peut permettre une durée plus longue des réactions de fusion et un plasma plus stable. En pratique, il est très difficile à construire et a été considéré comme plus difficile que les tokamaks. Ce niveau supplémentaire de complexité a rendu très difficile la modélisation sur un ordinateur, ce qui a rendu la tâche plus difficile à prédire et plus coûteuse à construire.

Sphéromaks sont similaires aux tokamaks mais sont quelque peu différents dans la manière dont ils induisent le champ magnétique.

Toroïdes compacts essayez de créer une fusion sans bobine magnétique au centre du tore (forme de beignet), réduisant ainsi le besoin d'aimants complexes.

Lasers

Au lieu de presser les atomes d’hydrogène avec un aimant, une autre approche utilisant des lasers tente de les rendre si chauds qu’ils entrent en collision les uns avec les autres, ce qui crée alors instantanément des ondes de choc rapprochant les atomes d’hydrogène.

Un bon exemple est le Installation nationale d'allumage des États-Unis (NIF), qui guide, amplifie, réfléchit et concentre 192 faisceaux laser puissants sur une cible de la taille d'une gomme à crayon. Cela fournit 500 XNUMX milliards de watts de puissance maximale en un seul endroit.

Source: Britannique

Il s’agit de l’autre conception principale considérée comme susceptible de permettre un jour une fusion commerciale viable.

La fusion basée sur les aimants se heurte aux mathématiques complexes et à la science des matériaux supraconducteurs. La fusion induite par laser a du mal à fournir l'énergie correctement et à maintenir le combustible suffisamment dense et homogène pour que la fusion se produise.

Poussée électrique

Une dernière méthode possible pour réaliser artificiellement la fusion consiste à utiliser des courants électriques pour générer le champ magnétique serrant davantage le plasma, ou Fusion de cibles magnétisées (MTF).

Une de ces méthodes est la Pincement en Z, une autre méthode utilise des pistons pneumatiques et une injection de plasma. Un accélérateur de particules pourrait peut-être aussi réaliser le même principe.

Source: IEEE

En général, ces conceptions ont tendance à être beaucoup plus compactes que le tokamak ou la fusion laser.

C’est notamment l’approche privilégiée par les sociétés privées de fusion comme Fusion générale et Hélion.

Étapes vers la fusion commerciale

rendements

Comme expliqué ci-dessus, la fusion est encore un domaine expérimental, sans aucune voie évidente vers une conception commercialement viable.

Dans l’ensemble, le rendement des réacteurs à fusion s’est amélioré, ce qui signifie qu’ils commencent progressivement à produire davantage d’énergie de fusion à partir de l’énergie qui leur est injectée pour déclencher la fusion.

En 2022, des chercheurs de l’US National Ignition Facility ont annoncé qu’ils «créé une réaction qui a produit plus d'énergie qu'ils n'en ont mis ».

En pratique, cette affirmation est un peu trompeuse : la conception alimentée par laser a en effet délivré 2.05 mégajoules d’énergie et créé 3 mégajoules d’énergie par fusion.

Cela ignore le fait que pour créer les 2.05 mégajoules de laser, une quantité totale d'électricité égale à 322 mégajoules d'énergie a été consommée pour créer ces faisceaux laser. Ainsi, dans la pratique, le retour énergétique total est encore 100 fois trop faible pour en faire un « vrai » retour positif avec ce modèle. Et même plus bas dans la pratique car, bien sûr, toute la chaleur générée ne pourrait pas être reconvertie en électricité.

Il s’agit néanmoins d’une étape importante et d’une réalisation impressionnante.

Stabilité du plasma et durée de la réaction

L’élément clé sera d’évaluer la situation d’une réaction de fusion auto-entretenue, où la libération d’énergie précédente est suffisante pour déclencher davantage de fusion. Jusqu’à récemment, les réactions de fusion duraient au mieux quelques dizaines de secondes. Dans un futur réacteur commercialement viable, de telles réactions pourraient durer des dizaines de minutes, voire des heures, grâce à un plasma plus stable.

Cela pourrait être plus proche que prévu, avec un nouveau record d'une fusion complète de 6 minutes réalisé par le dispositif WEST (tungsten (W) Environment in Steady-state Tokamak) en France.

Cela illustre comment l’utilisation innovante de matériaux avancés comme le tungstène pourrait ouvrir la voie à une amélioration drastique par rapport aux conceptions classiques des réacteurs à fusion. Vous pouvez en savoir plus sur le tungstène et les opportunités d’investissement difficiles à trouver dans ce secteur dans notre article «Tungstène – Le métal secret de haute technologie ».

Supraconducteurs bon marché

Cette étape est nécessaire en particulier pour les conceptions de réacteurs à fusion à base d'aimants, mais également pour d'autres, car les niveaux de puissance nécessitent généralement l'utilisation de certains matériaux supraconducteurs quelque part dans le système.

Heureusement, de meilleurs supraconducteurs, ou même la technologie des supraconducteurs à température ambiante, progressent rapidement. Vous pouvez lire les détails de ce sujet dans notre article «Les progrès de la supraconductivité ouvrent la voie à une nouvelle révolution technologique ».

AI

Le plasma est un état incroyablement complexe de la matière, très différent des 3 autres (solide, liquide, gaz). Il fait extrêmement chaud et, globalement, devient vite très instable.

Le plasma instable a tendance à ne pas rester confiné longtemps dans le réacteur, interrompant ainsi le processus de fusion nucléaire.

Pour compenser, les aimants des réacteurs nucléaires tentent de stabiliser constamment le plasma, en ajustant le champ magnétique en temps réel. Les mathématiques qui y sont associées sont d'une complexité ahurissante, et même les superordinateurs peuvent avoir du mal à les maîtriser, surtout s'ils doivent les exécuter rapidement pour donner la bonne réaction à l'aimant du réacteur.

Cela pourrait changer grâce aux progrès de l’IA, comme nous l’avons signalé dans un article récent.. Nous y avons expliqué comment l’IA a appris à prédire l’émergence d’instabilités dans le plasma jusqu’à 300 ms à l’avance.

« Nous n’avons plus besoin d’attendre que les instabilités se produisent et de prendre rapidement des mesures correctives avant que le plasma ne soit perturbé. »

Sécurité

La fusion nucléaire est intrinsèquement beaucoup plus sûre que la fission nucléaire. La réaction de fusion s’arrête automatiquement lorsque le plasma se dilate, ce qui signifie qu’il n’y a aucun risque de réaction en chaîne incontrôlée.

Cependant, avant de devenir une source d’énergie à grande échelle, la fusion nucléaire devra encore répondre à quelques problèmes de sécurité :

• De nombreuses conceptions de réacteurs utilisent du tritium, car ces réactions de fusion sont plus faciles à déclencher que la fusion deutérium-deutérium. Cependant, le tritium est radioactif, donc toute panne de réacteur pourrait entraîner une (petite) contamination radioactive.
• L’instabilité du plasma et la physique des hautes énergies comportent un risque inhérent. Assurer la sécurité des opérateurs et garantir que le réacteur ne soit pas endommagé pendant les opérations continues de production d’électricité nécessitera de bonnes procédures de sécurité et probablement une optimisation de la conception.
• La fusion nucléaire produit parfois des neutrons, qui transformeront lentement la paroi du réacteur en déchets radioactifs. Bien que minimes en volume, ces déchets devront être correctement traités à la fin de la vie des composants ou des réacteurs dans leur ensemble.

Sujets afférents

Propulsion de fusion spatiale

Actuellement, la fusion nucléaire est principalement recherchée pour son potentiel de production d’électricité sur Terre. Un autre secteur qui bénéficierait grandement de la maîtrise de la fusion nucléaire est l’exploration et la colonisation spatiales.

Grâce à leur très haut rendement par rapport à la masse de combustible, ainsi qu’à leurs températures extrêmement élevées, les réacteurs à fusion nucléaire constituent de parfaits systèmes de propulsion pour l’espace lointain.

En théorie, il pourrait offrir une accélération et un temps de trajet très rapides, avec une faible consommation de carburant et une sécurité accrue pour l'équipage par rapport aux alternatives telles que les moteurs à fission chimique ou nucléaire. La facilité d’accès et la surabondance d’hydrogène dans l’espace sont un atout supplémentaire.

En pratique, rendre un réacteur à fusion suffisamment petit et léger pour tenir sur un vaisseau spatial peut s’avérer difficile, même après en avoir maîtrisé la conception sur Terre.

Si la fusion nucléaire devenait commercialement viable, cela révolutionnerait complètement la perspective de une économie spatiale (dont nous discutons avec et sans fusion dans notre article ici), et font instantanément de l’humanité une espèce spatiale.

Fusion froide

La fusion froide est un sujet controversé. En principe, c’est l’idée selon laquelle la fusion nucléaire pourrait être réalisée sans plasma à basse température.

Une méthode proposée consisterait à utiliser des matériaux changeant de forme de telle manière que les atomes d’hydrogène soient piégés et forcés de fusionner. Des métaux infusés d’hydrogène comme le palladium, l’erbium et le titane ont été proposés pour y parvenir.

En 1989, les chercheurs Stanley Pons et Martin Fleischmann affirmaient avoir réalisé une telle fusion. Malheureusement, les années de tentatives de la communauté scientifique pour reproduire les résultats obtenus ont jusqu'à présent échoué. conduisant à des accusations de mauvaise qualité scientifique, voire de fraude pure et simple.

La polémique qui s’ensuivrait nuirait définitivement à l’image de ce concept. Un petit nombre de scientifiques y travaillent néanmoins encore, généralement sous les noms de réactions nucléaires à faible énergie (LENR), de science nucléaire à matière condensée (CMNS) ou de réactions nucléaires chimiquement assistées (CANR).

Un regain d’intérêt pour ce domaine s’est produit dans les années 2020, cherchant à dépasser les stigmates d’une recherche peu sérieuse. Notamment, l'agence gouvernementale américaine L'ARPA-E a annoncé en 2023 une poignée de subventions pour financer des groupes de recherche étudiant les réactions nucléaires à faible énergie (LENR), en suivant des résultats intrigants obtenus par des chercheurs de la NASA en 2020.

La fusion froide est actuellement très incertaine et spéculative. Cependant, le retour de recherches sérieuses et bien financées dans ce domaine pourrait clarifier la situation et déterminer si cela pourrait devenir une voie viable vers la fusion nucléaire.

Fusion de bulles

Une autre idée est que la fusion nucléaire pourrait se produire dans des bulles lorsqu’elles s’effondrent ; par exemple, des bulles peuvent se former dans l'eau lorsqu'elles sont soumises à des ultrasons, une idée aussi parfois appelée sonofusion.

En théorie, les ondes de choc créées par l’effondrement d’une bulle dans un liquide pourraient être suffisamment puissantes pour provoquer une fusion, un peu comme le font les ondes de choc induites par le laser. Cela pourrait expliquer le phénomène de sonoluminescence (l'émission de lumière encore incomprise lorsqu'une bulle s'effondre).

L'idée est aussi controversée que la fusion froide, son principal promoteur étant largement critiqué.

Cependant, l’idée n’est peut-être pas aussi morte que les deux dernières décennies de controverse le laissent croire.

En mai 2024, un article scientifique intitulé «Observation de l'émission de neutrons lors de la cavitation acoustique de poudre de titane deutéré», publié dans la revue ultra-prestigieuse Nature, affirme avoir détecté de potentiels événements de fusion avec des bulles d'eau lourde mélangées à des particules de titane.

Nous avons pu maintenir la production de neutrons pendant plusieurs heures et répéter l’expérience plusieurs fois dans diverses conditions. Nous émettons l'hypothèse que les neutrons observés proviennent de la fusion nucléaire d'ions deutérium dissous dans le réseau de titane en raison de l'action mécanique des jets de cavitation impactants.

Le mélange d'un réseau de titane (comme dans la fusion froide) avec de la cavitation (bulles) est plus qu'intrigant, et la publication dans une revue à comité de lecture très sérieuse pourrait raviver l'intérêt pour le secteur, avec peut-être une « fusion à bulles froides » un inattendu percée scientifique.

Le secteur privé entre en jeu

Depuis leur création, les domaines de la physique des plasmas et de la fusion nucléaire ont été principalement axés sur la recherche gouvernementale financée par des fonds publics.

Cela est logique, car ils ont été très utiles pour les programmes de développement d’armes nucléaires, avec, par exemple, la National Ignition Facility des États-Unis initialement développée pour remplacer les essais d’armes nucléaires plutôt que pour explorer la fusion nucléaire.

En tant que segment de la science sans applications commerciales directes, le financement de la fusion devait provenir principalement des secteurs public et universitaire.

Cela change grâce à la convergence de 3 facteurs :

1. Des décennies d’expérience dans le secteur ont créé un vaste corpus de connaissances en libre accès et des scientifiques formés qui peuvent travailler pour des entreprises commerciales.
2. La fusion nucléaire semble plus proche que jamais d’une réalisation commerciale, ce qui accroît l’enthousiasme des investisseurs. Et le style d’investissement « moonshot » est désormais populaire, la fusion nucléaire étant peut-être l’ultime projet, avec l’exploitation minière d’astéroïdes, résolvant respectivement de manière permanente les problèmes de pénurie d’énergie et de matières premières.
3. Le changement climatique, la géopolitique et l’épuisement des ressources convergent tous pour accroître la demande d’une source d’énergie abondante et neutre en carbone.

Ainsi, une nouvelle vague d’efforts en matière de fusion nucléaire est désormais menée par des entreprises privées, qui cherchent à retravailler la conception des réacteurs à partir des principes premiers, à étudier de nouvelles méthodes et à tenter de reproduire pour le secteur de la fusion ce que des entreprises comme SpaceX ont réalisé pour les vols spatiaux (comme on le pensait auparavant). réutilisation impossible de la fusée).

Entreprises de fusion

Actuellement, aucune des sociétés dédiées à rendre la fusion nucléaire commercialement viable n’est cotée en bourse. Ceci comprend Hélion, Fusion générale, Fusion du Commonwealth, Technologies Thé, ZAP Énergie, et NÉO Fusion. Vous pouvez trouver un liste complète des startups dans le domaine de la fusion nucléaire sur la page dédiée de Dealroom.

1. Fusion générale

General est l’une des startups qui ont pris la tête de faire de la fusion une entreprise du secteur privé, plutôt qu’un projet de physique financé par l’État.

La société a été créée dès 2002 pour développer la technologie Magnetized Target Fusion (MTF).

L’entreprise s’attend à ce que MTF soit un chemin plus court vers une fusion à énergie positive et qu’il soit beaucoup moins coûteux. General Fusion a été le premier au monde à construire et à mettre en service un injecteur plasma toroïdal compact à l'échelle d'une centrale électrique en 2010 et a franchi de nombreuses autres étapes depuis.

Source: Fusion générale

L'entreprise vise à atteindre une fusion avec une température de 100 millions de degrés Celsius en 2025 et à progresser vers l'équilibre énergétique (rendement positif de la fusion nucléaire) en 2026. Avant cela, un 1/5^th le modèle réduit a été fabriqué en 2023 et ses performances correspondaient aux attentes des modèles informatiques.

Dans l'ensemble, General Fusion a passé 2 décennies à construire étape par étape chacune des technologies de base de sa conception finale, en les testant chacune en cours de route et en validant avec succès l'idée, du moins jusqu'à présent.

En tant qu’entreprise privée, elle n’a pas eu à discuter ni négocier de modification de conception, contrairement aux projets internationaux comme ITER. Elle pourrait également choisir une technologie selon ses propres mérites, sans avoir à décider si un pays spécifique devrait obtenir le contrat, quelle que soit la raison politique.

Source: Fusion générale

C’est pourquoi beaucoup s’attendent à ce que General Fusion et quelques-uns de ses concurrents gèrent ce que les grands projets gouvernementaux ne pourraient pas gérer.

2. Lockheed Martin Corporation

Une exception notable aux startups cotées en bourse qui dominent le domaine est la société cotée en bourse. Lockheed Martin Corporation, un géant de l’industrie de défense.

Lockheed travaillait depuis le début des années 2010 sur Fusion compacte, un réacteur à fusion nucléaire qui devrait être prêt d’ici les années 2020. Cependant, il a depuis été annoncé que les travaux sur le projet auraient été arrêtés en 2021.

L'entreprise s'est montrée très discrète sur ce projet après une première annonce très publique. À ce jour, on ne sait pas exactement ce qui a pu pousser l’entreprise à abandonner cette idée.

Dans le même temps, il semble qu’il n’ait pas complètement abandonné le concept, notamment avec des investissements en 2024 dans Helicity, une startup développant un moteur à fusion.

L’idée serait de propulser des vaisseaux spatiaux avec de courtes explosions de fusion. Helicity prévoit d'utiliser un pistolet à plasma, la même approche que celle adoptée par General Fusion.

Potentiellement, les propres résultats internes de Lockheed ont montré que leur conception ne pouvait pas soutenir la fusion d'une manière compatible avec la production d'énergie.

Mais peut-être qu’en même temps, de courtes rafales sont suffisantes pour répondre aux besoins de propulsion dans l’espace et sont bien plus proches de devenir un véritable produit ? Cela correspondrait également mieux au profil global de l’entreprise axé sur l’aérospatiale et la défense.

3. Technologies TAE

Anciennement connue sous le nom de Tri Alpha Energy, la société californienne se concentre sur le développement de technologies liées à l’énergie de fusion. TAE Technologies met actuellement à niveau sa plateforme de fusion, Norman, vers une machine de sixième génération appelée Copernicus.

Source: APR

La technologie TAE s’appuie sur des accélérateurs de particules pour injecter de l’énergie dans le plasma et « agir comme un agent épaississant qui le rend plus maniable ».

La société utilise également largement l’impression 3D dans la fabrication de Copernicus, permettant des itérations rapides de nouvelles pièces et une résolution plus rapide des problèmes. Par exemple, elle a réussi à imprimer certains composants de réacteurs pour un poids deux fois moins lourd que celui qu’aurait obtenu une fabrication conventionnelle.

Source: APR

Si tout se passe bien, l’entreprise prévoit de construire son premier prototype de centrale électrique qui pourrait se connecter au réseau au début des années 2030, et sa mise à l’échelle pour développer une énergie commerciale « robuste et fiable » se poursuivrait tout au long de la décennie. Fusion, selon son PDG Michl Binderbauer, nous entraînerait dans un « paradigme de l’abondance ».

Au cours des 25 dernières années, la société a fonctionné selon un modèle « argent par étape », dans lequel chaque cycle de financement n'est gagné qu'en fonction de la réalisation des étapes promises aux investisseurs.

En 2022, Google et Chevron ont investi dans TAE Technologies dans le cadre d'une levée de fonds de 250 millions de dollars de l'entreprise. Google est en partenariat avec TAE depuis une décennie maintenant et fournit à l'entreprise une IA et une puissance de calcul.

La société propose également services des sciences de la vie (Thérapie de capture de neutrons au bore -BNCT) et solutions d'alimentation telles que les batteries et la mobilité électrique.

4. Hélion

Helion vise à créer une fusion avec le deutérium et l'hélium-3, au lieu de l'approche plus courante consistant à se concentrer sur la fusion avec le tritium.

Normalement, l’hélium-3 est très difficile à trouver. Mais Helion dispose d'une méthode pour le produire à partir de deutérium dans son propre réacteur. Sinon, des alternatives telles que l’exploitation minière non prouvée sur la Lune auraient probablement été nécessaires.

Comme la plupart des entreprises privées de fusion, Helion utilise la technologie d’injection de plasma.

Une autre caractéristique unique consiste à cibler la capture directe de l'électricité du plasma, en utilisant la loi de Faraday pour induire un courant, sautant directement le cycle de chauffage à la vapeur courant dans les centrales nucléaires.

Cette décision est plutôt audacieuse, mais pourrait également augmenter de 2 à 3 fois le rendement des futures centrales électriques, car la conversion de la chaleur en vapeur en électricité se fait généralement avec un très faible rendement. Il s’agit également d’une procédure très coûteuse en investissements.

La centrale à fusion d'Helion devrait avoir un coût de combustible négligeable, de faibles coûts d'exploitation, une durée de disponibilité élevée et un coût d'investissement compétitif. Nos machines nécessitent un coût d'équipement bien inférieur, car nous pouvons réaliser la fusion de manière très efficace et ne nécessitent pas de grandes turbines à vapeur, de tours de refroidissement ou d'autres exigences coûteuses des approches de fusion traditionnelles.

Helion opère actuellement Trente, il est 6^th réacteur de génération qui a atteint plus de 10,000 100 impulsions et des températures de XNUMX millions de degrés Celsius.

Source: Hélion

Il déménage actuellement vers Polaris, son prochain modèle devrait pousser jusqu'à 100 fois plus vite que Trenta, ce qui en ferait la première fusion nucléaire à produire un gain net d'électricité.

Il est à noter que Polaris mesurerait 19 m de long, ce qui est loin d'être une installation géante comparée à d'autres modèles de réacteurs à fusion plus classiques.