Des scientifiques de l'Université de Californie à San Diego ont identifié des défauts structurels dans les capsules en diamant utilisées pour les expériences de fusion nucléaire au National Ignition Facility (NIF). Ces imperfections, allant de légères distorsions à une désorganisation complète de la structure cristalline, pourraient compromettre la symétrie de l'implosion, un élément essentiel à la réussite des réactions de fusion.
La recherche, dirigée par Boya Li et Marc Meyers, met en lumière le processus d'amorphisation du diamant, où le matériau perd sa structure cristalline ordonnée sous des contraintes extrêmes. Ces découvertes sont cruciales pour optimiser la conception des capsules et améliorer les performances des expériences de fusion, accélérant ainsi le développement de l'énergie de fusion.
Les diamants, malgré leur dureté, peuvent subir une déformation plastique irréversible sous des taux de chargement élevés, ce qui est particulièrement pertinent dans les conditions extrêmes des expériences de fusion. Ces défauts peuvent perturber la symétrie de l'implosion, réduisant le rendement énergétique, voire empêchant l'allumage.
Les travaux visent à guider la conception de capsules améliorées et à développer des modèles plus précis pour obtenir des implosions plus uniformes, maximisant ainsi le rendement énergétique des expériences de fusion. Ces avancées rapprochent les chercheurs de l'objectif d'exploiter la fusion comme source d'énergie pratique.
Parallèlement, la recherche sur la fusion nucléaire progresse à l'échelle mondiale. En décembre 2022, le NIF a annoncé une avancée historique en atteignant pour la première fois l'allumage, c'est-à-dire une production d'énergie supérieure à l'énergie injectée. Plus récemment, la France a établi un record en maintenant une réaction plasma pendant plus de 22 minutes (1 337 secondes) dans le réacteur Tokamak WEST, démontrant la capacité à stabiliser le plasma et à éviter l'érosion des composants internes. La Chine a également réalisé une avancée significative avec son réacteur EAST, maintenant un plasma à des températures dépassant les 100 millions de degrés Celsius pendant 1 066 secondes. Ces progrès globaux soulignent l'effort collectif pour maîtriser cette source d'énergie prometteuse, bien que des défis techniques considérables subsistent pour une commercialisation à grande échelle.
L'intégration des découvertes sur les imperfections des capsules en diamant dans la conception des futurs réacteurs pourrait être une étape clé pour atteindre une fusion plus efficace et fiable.