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La fusion nucléaire est-elle la panacée?Réveillez-vous ! 1980 | 8 mai
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les succès enregistrés donnent simplement la preuve que le raisonnement des scientifiques était fondé. Toutefois, l’énergie à fournir au laser est des milliers de fois plus élevée que celle qui est produite dans les expériences. Avec des lasers plus puissants, on atteindra une température plus élevée, et la fusion deviendra plus efficace. Il faudra seulement des appareils d’une puissance 10 à 100 fois supérieure au meilleur modèle actuel pour atteindre le niveau où leur fonctionnement libérera autant d’énergie qu’il en consomme.
Malheureusement, il y a loin de la notion de rendement énergétique à celle de rentabilité financière. Même si l’on utilise des lasers suffisamment puissants, on ne retire que peu d’énergie d’une seule microbille. La récupération d’une puissance utilisable exigerait que le laser fonctionne des centaines ou des milliers de fois par minute, tandis que dans le même temps les microbilles arriveraient sur le point cible à chaque allumage. Il faudra des efforts considérables avant que l’on prolonge la durée de vie des lasers et que l’on fabrique les microbilles à des millions d’exemplaires et à un prix raisonnable.
La fusion — Une énergie propre?
Les deux méthodes de fusion présentent un même inconvénient qui est de s’accompagner d’une pollution radioactive. Ceci est vrai en dépit des affirmations que l’on entend quelquefois et selon lesquelles la fusion ne présenterait pas cet inconvénient de la fission. Certaines réactions de fusion, les réactions nos 4 et 5 sur le tableau, font intervenir du tritium, isotope radioactif de l’hydrogène. Ces réactions produisent également des neutrons qui pénètrent dans la matière environnante et la rendent radioactive. Quand on regarde le tableau des réactions de fusion, on se rend compte que celles qui se déroulent sur le soleil sont “propres”. Elles ne s’accompagnent d’aucune radioactivité. Mais, parmi les autres, la réaction no 6 est la seule qui présente cette propriété, c’est-à-dire la réaction entre le deutérium et l’hélium-3. Malheureusement, ces réactions propres réclament toutes une température d’ignition extrêmement élevée.
Comme la réaction no 5 entre le deutérium et le tritium est celle qui a la température d’ignition la plus basse, c’est la seule que les chercheurs utilisent en pratique et aussi la seule que l’on exploitera dans les premières centrales à fusion. Cette réaction produit quantité de neutrons,
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La fusion nucléaireRéveillez-vous ! 1980 | 8 mai
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La fusion nucléaire
On sait reproduire sur une petite échelle, dans un cyclotron par exemple, les réactions nucléaires qui donnent sa chaleur au soleil. Dans un cyclotron, on accélère les noyaux d’atomes légers grâce à un champ électrique qui leur confère des vitesses très élevées. Leur énergie se mesure en millions d’électrons-volts (Mev). Cette unité correspond à l’énergie acquise par un électron ou un proton, c’est-à-dire par toute particule qui n’a qu’une seule charge, lorsqu’elle passe dans un champ électrique d’un million de volts. On dirige un faisceau de ces particules vers une cible afin de déclencher une réaction entre les noyaux de ce faisceau et ceux de la cible.
Le tableau ci-joint montre certaines des réactions de fusion que les spécialistes de physique nucléaire ont étudiées en laboratoire. Dans chacun des cas, l’une des particules qui figurent avant la flèche se trouve dans une cible, et l’autre particule la percute à très grande vitesse. Par exemple, dans la première réaction du tableau: le noyau d’un atome d’hydrogène en percute un autre, se fond avec lui et rejette un électron positif ou positon. La perte de masse correspondante est convertie en énergie, comme l’indique la célèbre formule d’Einstein E = mc2. Il s’ensuit que les particules formées ont plus d’énergie, que celles qui ont fusionné. Dans le cas présent, l’énergie s’élève à 2 millions d’électrons-volts.
À titre de comparaison, quand on brûle du charbon, l’oxydation du carbone ne libère que quatre électrons-volts. Dans les réactions nucléaires, les énergies mises en œuvre sont des millions de fois supérieures à celles des réactions chimiques.
On pense que les trois premières réactions qui figurent sur le tableau sont les principales réactions qui ont lieu sur le soleil. Parmi celles qui restent, certaines sont plus faciles à réaliser en laboratoire. Vous noterez que dans les réactions 3, 5 et 6, qui produisent de l’hélium-4, le gain d’énergie est nettement supérieur. Ceci provient de l’intensité des forces de liaison qui unissent deux protons et deux neutrons. L’hélium (He4) est un élément très stable.
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