Commonwealth Fusion Systems et le Plasma Science and Fusion Center (PSFC) du MIT ont présenté un aimant avec un champ magnétique record de 20 Tesla. C'est la technologie de base qu'ils prévoyaient de créer. Ils doivent maintenant le produire en masse à un coût dix fois inférieur et l'assembler dans un système de gain énergétique net d'ici 2025. Ils ont reçu 1.8 milliard de dollars de financement récent de Bill Gates, Jack Ma, Richard Branson et de nombreux autres fonds et investisseurs. Ils avaient auparavant obtenu plus de 200 millions de dollars, ils ont donc maintenant un financement total de plus de 2 milliards de dollars. Les aimants de 20 Tesla rendront le réacteur Commonwealth Fusion 40 fois plus petit que le réacteur tokamak ITER qui utilisera des aimants de 11 Tesla.
Daniel Jassby, un physicien à la retraite du Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL), explique que le Tokamak Fusion Test Reactor de PPPL et le Joint European Torus du Royaume-Uni, les deux seuls réacteurs à fusion au monde à avoir utilisé du tritium, ont nécessité 10 ans d'expérimentation avec l'hydrogène et deutérium seul. Si la période de préchauffage pouvait être réduite de moitié, l'exploitation du tritium de SPARC ne se produirait probablement pas avant 2032. Le réacteur de démonstration à gain net SPARC dont la construction est prévue pour 2025 ciblera des sursauts de puissance de 10 secondes. Jassby dit qu'il faudra des années pour que le système atteigne son plein fonctionnement et ses niveaux de puissance. Il ne serait ni pratique ni raisonnable de commencer à travailler sur le réacteur commercial dix fois plus gros avant de savoir si les choses fonctionnent vraiment avec le réacteur de démonstration.
SPARC aurait la taille des dispositifs de fusion de taille moyenne existants mais avec un champ magnétique beaucoup plus fort. SPARC prévoit de vérifier la technologie et la physique requises pour construire une centrale électrique basée sur le concept de centrale électrique à fusion ARC. SPARC est conçu pour y parvenir avec une marge supérieure au seuil de rentabilité et peut être capable d'atteindre jusqu'à 140 MW de puissance de fusion pour des rafales de 10 secondes malgré sa taille relativement compacte. Les plasmas résultants devraient générer au moins deux fois plus d'énergie que nécessaire pour se maintenir à des températures élevées (200 millions de K), donnant un gain de fusion Q > 2, avec un Q attendu ≈ 11.
Un champ de 19 Tesla est assez puissant pour soulever 403 Boeing 747. Chacun des systèmes de démonstration SPARC aurait 18 aimants et chaque aimant aurait 166 miles de bande supraconductrice.
Commonwealth Fusion tente de fabriquer un Tokomak compact avec des aimants supraconducteurs plus puissants. Ils voulaient un tokamak commercial d'ici 2033, mais l'objectif actuel est de 2035 pour un tokamak commercial. Le MIT a lancé un projet de fusion de tokamak dans les systèmes Commonwealth Fusion. Ils veulent appliquer des conceptions modulaires aux supraconducteurs à haute température. Ils veulent obtenir des aimants plus puissants qui réduiront la taille et le coût du réacteur à fusion nucléaire potentiel. Des aimants améliorés amélioreraient toute conception de fusion nucléaire impliquant le confinement du plasma. Il y a moins de risque scientifique dans cette approche du MIT, mais plus de risque technologique. Ils essaient d'accélérer l'utilisation commerciale des aimants supraconducteurs à haute température et tentent de contenir leurs coûts. Le coût des aimants supraconducteurs pour les projets de fusion passés était de 20 dollars par watt, mais d'autres applications ont vu des coûts de 1.4 à 1.8 dollars par watt.
Ils veulent produire en masse des aimants supraconducteurs qui sont 2 fois plus puissants que les anciens aimants puissants tout en réduisant le coût par watt.
La liste des éléments ci-dessous que la fusion du Commonwealth cible date de 2018.
Il y a 16 sous-segments empilés pour chaque aimant et 18 aimants sont nécessaires pour le système de gain net de démonstration.
Commonwealth Fusion a des plans de projet plus détaillés et des articles évalués par des pairs indiquent que la science est solide.
SPARC utilisera de nouveaux aimants supraconducteurs à haute température (HTS) pour permettre une performance similaire à celle d'ITER, mais construit plus de 10 fois plus petit et sur une chronologie nettement plus rapide.
Les articles prédisent également que SPARC atteindra très probablement un plasma brûlant pour la première fois sur terre, ce qui signifie que le processus de fusion sera principalement auto-échauffant. Il s'agit d'un objectif majeur de plusieurs décennies de la communauté scientifique mondiale. En 2020, Commonwealth Fusion Systems (CFS) a publié une série de sept articles et revu par des pairs dans une édition spéciale du Journal of Plasma Physics validant l'approche de CFS en matière d'énergie de fusion commerciale.
REMARQUE : Il y a deux ans, Tokamak Energy a signalé des progrès sur un aimant de 20 Tesla. L'aimant Commonwealth Fusion System 20 Tesla est plus complet pour un projet de fusion. Il existe également des aimants plus puissants au laboratoire National Magnet. Il y a un aimant supraconducteur de 32 Tesla. Aimant hybride 42 Tesla et aimant à impulsions 100 Tesla. Ces aimants sont destinés au travail en laboratoire et seraient adaptés au projet Tokamak.
SOURCES - Systèmes de fusion du Commonwealth, Journal of Plasma Physics
Écrit par Brian Wang, Nextbigfuture.com
Brian Wang est un leader d'opinion futuriste et un blogueur scientifique populaire avec 1 million de lecteurs par mois. Son blog Nextbigfuture.com est classé #1 Science News Blog. Il couvre de nombreuses technologies et tendances de rupture, notamment l'espace, la robotique, l'intelligence artificielle, la médecine, la biotechnologie anti-âge et la nanotechnologie.
Connu pour identifier les technologies de pointe, il est actuellement co-fondateur d'une startup et collecte de fonds pour des entreprises en démarrage à fort potentiel. Il est le responsable de la recherche pour les allocations pour les investissements technologiques en profondeur et un investisseur providentiel chez Space Angels.
Conférencier fréquent dans des entreprises, il a été conférencier TEDx, conférencier de la Singularity University et invité à de nombreuses interviews pour la radio et les podcasts. Il est ouvert aux prises de parole en public et aux missions de conseil.
