The Secret Force for Limitless Energy? Lasers | Tammy Ma | TED

Summary

La fusion nucléaire, qui imite le processus qui alimente le Soleil, pourrait révolutionner l'énergie sur Terre. En utilisant le plus grand laser au monde, des scientifiques compressent de l'hydrogène pour créer des réactions de fusion, libérant une énergie immense et propre. Cette technologie pourrait offrir une source d'énergie abondante, sûre et durable. Bien que des défis scientifiques et techniques demeurent, la fusion représente une promesse d’indépendance énergétique mondiale, de lutte contre le changement climatique et de progrès dans des domaines comme l'agriculture durable et l'accès à l'eau potable.

Takeaways

• 😀 La fusion nucléaire est le processus énergétique qui alimente le soleil, et elle pourrait un jour révolutionner la production d'énergie sur Terre.
• 😀 Le laser le plus puissant du monde, situé au National Ignition Facility (NIF), est capable de créer les conditions nécessaires à la fusion nucléaire en comprimant de l'hydrogène.
• 😀 La fusion nucléaire est un moyen d'obtenir de l'énergie en fusionnant des atomes légers, comme le deutérium et le tritium, pour créer de l'hélium et libérer de l'énergie.
• 😀 L'énergie de la fusion est propre, car elle ne produit pas de carbone et génère des déchets nucléaires qui se décomposent en quelques décennies, contrairement aux déchets de la fission.
• 😀 La fusion est également une source d'énergie sûre, car toute réaction peut être arrêtée en interrompant l'apport d'énergie initial.
• 😀 Un seul kilogramme de carburant de fusion génère l'équivalent de 5 000 barils de pétrole ou 3,5 millions de livres de charbon.
• 😀 Le deutérium, l'un des combustibles nécessaires à la fusion, se trouve naturellement dans l'eau de mer, ce qui rend le carburant de fusion extrêmement abondant.
• 😀 Le NIF utilise 192 lasers pour concentrer de l'énergie sur une petite capsule de carburant, créant des températures supérieures à 180 millions de degrés Fahrenheit, plus chaudes que le cœur du soleil.
• 😀 En 2022, le NIF a réalisé un exploit historique en générant plus d'énergie que celle injectée dans la fusion, marquant ainsi une avancée majeure dans la recherche sur l'énergie de fusion.
• 😀 Bien que des progrès aient été réalisés, de nombreux défis subsistent pour rendre la fusion une source d'énergie commercialement viable, nécessitant des investissements continus et une collaboration internationale.

Q & A

Qu'est-ce que la fusion nucléaire et pourquoi est-ce important ?

La fusion nucléaire est le processus par lequel deux atomes légers, comme ceux de l'hydrogène, se combinent pour former un atome plus lourd, libérant ainsi une énorme quantité d'énergie. Ce processus est la même réaction qui alimente le Soleil. La fusion est importante car elle offre une source d'énergie propre, abondante et sûre, pouvant potentiellement résoudre la crise énergétique mondiale.

Quel est l'objectif du National Ignition Facility (NIF) ?

Le but du National Ignition Facility (NIF) est de reproduire le processus de fusion nucléaire sur Terre. En utilisant 192 lasers puissants, le NIF compresse un petit pellet de carburant (hydrogène) pour créer des conditions similaires à celles du Soleil, permettant la fusion des atomes et la libération d'énergie.

Pourquoi la fusion est-elle considérée comme une source d'énergie plus sûre que la fission nucléaire ?

La fusion est plus sûre que la fission car elle ne produit pas de déchets radioactifs à longue durée de vie et peut être facilement arrêtée en coupant l'approvisionnement énergétique initial. Contrairement à la fission, où la réaction peut devenir incontrôlable, la fusion est intrinsèquement stable.

Quels sont les principaux avantages de l'énergie de fusion par rapport aux sources d'énergie actuelles ?

L'énergie de fusion offre plusieurs avantages : elle est propre (pas d'émissions de carbone), abondante (les combustibles comme le deutérium sont présents en grande quantité dans l'eau de mer), et sûre (pas de risques de réactions incontrôlables). De plus, elle pourrait être pratiquement inépuisable, avec des réserves suffisantes pour des milliards d'années de consommation humaine.

Comment fonctionne le processus de compression dans le NIF ?

Dans le NIF, 192 lasers sont utilisés pour concentrer leur énergie sur un petit pellet de carburant à base d'hydrogène. Ces lasers créent des rayons X qui soufflent l'enveloppe du pellet, comprimant ainsi son noyau et créant des conditions extrêmes de température et de pression nécessaires à la fusion nucléaire.

Quel est le rôle de l'équation d'Einstein E=mc² dans le processus de fusion ?

L'équation E=mc² explique comment la différence de masse entre les réactifs (deutérium et tritium) et les produits de la fusion (hélium et neutron) se transforme en énergie. En multipliant cette différence de masse par le carré de la vitesse de la lumière, on obtient une quantité d'énergie énorme, qui est libérée lors de la fusion.

Qu'est-ce que le 'NIF' a accompli en décembre 2022 ?

En décembre 2022, le NIF a réalisé une percée majeure en générant pour la première fois une réaction de fusion contrôlée dans un laboratoire, où l'énergie produite par la fusion a surpassé l'énergie utilisée pour initier la réaction, marquant un moment historique dans la recherche sur la fusion.

Quels sont les défis associés au développement de l'énergie de fusion ?

Les principaux défis de la fusion sont la complexité de la technologie, la nécessité de construire des lasers plus efficaces, la production de cibles de carburant en masse, et la gestion des conditions extrêmes nécessaires à la fusion. De plus, il reste à développer des solutions robotiques pour l'exploitation des centrales de fusion et à surmonter les obstacles financiers et logistiques.

Pourquoi la fusion est-elle considérée comme une solution potentielle pour résoudre la crise climatique ?

La fusion pourrait être une solution au changement climatique car elle produit une énergie propre, sans émissions de carbone. Avec une source d'énergie presque illimitée et sans pollution, elle pourrait remplacer les combustibles fossiles, réduisant ainsi les gaz à effet de serre et permettant des technologies comme la capture du carbone à grande échelle.

Quels sont les applications possibles de l'énergie de fusion au-delà de la production d'électricité ?

L'énergie de fusion pourrait être utilisée pour diverses applications, comme la production de chaleur à haute température pour des industries nécessitant des températures extrêmes, la désalinisation de l'eau pour fournir de l'eau potable, et l'agriculture durable via la culture verticale, ainsi que pour des technologies de capture du carbone pour lutter contre le changement climatique.