Dans une initiative révolutionnaire, l'Espagne s'apprête à développer son propre réacteur de fusion nucléaire au cours de la prochaine décennie. Des chercheurs du Laboratoire de physique des plasmas de Princeton (PPPL) collaborent avec l'Université de Séville sur un dispositif de fusion unique connu sous le nom de projet SMART (SMall Aspect Ratio Tokamak). Ce réacteur innovant cherche à exploiter la fusion nucléaire contrôlée, un potentiel changement de donne dans les solutions énergétiques durables.
Le réacteur SMART explorera deux technologies distinctes, utilisant un design de tokamak sphérique qui étudie à la fois des scénarios de plasma triangulaire positif et négatif. Manuel García-Muñoz, professeur à l'Université de Séville, a souligné que la configuration de triangularité négative pourrait améliorer considérablement la performance en atténuant les instabilités qui menacent l'intégrité du réacteur.
Selon les chercheurs du PPPL, le projet SMART marque la première fois qu'un tokamak sphérique étudie les avantages de la triangularité négative. Ce choix de conception est stratégique ; la forme sphérique devrait améliorer le confinement du plasma et faciliter une meilleure gestion de l'énergie. "C'est un changement de jeu potentiel avec une performance de fusion attrayante et une gestion de l'énergie pour les futurs réacteurs de fusion compacts", a déclaré García-Muñoz. Il a noté que la triangularité négative entraîne moins de fluctuations dans le plasma et une plus grande surface pour la dissipation de la chaleur.
Le projet SMART représente un départ par rapport aux expériences de fusion traditionnelles, avec sa structure de tokamak innovante prête à supprimer les instabilités du plasma qui peuvent entraîner des pertes d'énergie et des dommages aux parois du réacteur. Comme l'a souligné le Laboratoire de physique des plasmas de Princeton, la forme du réacteur est cruciale pour un confinement efficace, contrastant avec d'autres tokamaks.
La prochaine phase du projet implique le développement de méthodes de diagnostic pour surveiller les conditions du plasma. Les chercheurs de Princeton conçoivent des diagnostics de diffusion Thomson pour mesurer la température et la densité des électrons pendant les réactions de fusion, complétés par des techniques avancées de l'Université de Séville qui évaluent la température, la rotation et la densité des ions, ainsi que des diagnostics de rayons X mous à énergie multiple.
Actuellement, les réacteurs de fusion nucléaire sont encore à l'étape expérimentale, avec des avancées significatives réalisées dans des projets comme ITER (Réacteur expérimental thermonucléaire international), qui chauffe le deutérium et le tritium à plus de 100 millions de degrés Celsius. Cependant, un réacteur de fusion durable qui produit plus d'énergie qu'il n'en consomme reste insaisissable.
Le projet SMART est principalement composé de jeunes étudiants de l'Université de Séville, qui ont déjà effectué des tests préliminaires. Ils prévoient de réaliser des tests avancés du tokamak d'ici la fin de 2024, ouvrant potentiellement la voie à une nouvelle ère dans la génération d'énergie.