Deux difficultés techniques, deux directions de recherche !
our initialiser une réaction entre deux noyaux d'hydrogène chargés positivement, il faut les approcher à une distance inférieureà une dizaine de fermis, et donc leur communiquer une énergie cinétique d'au moins 0.15 MeV, afin de vaincre la répulsion électrostatique.
Un mélange dense de molécules destinées à fusionner est donc porté à très haute température. L'energie due au choc de la seule agitation thermique peut suffire à provoquer les premières fusions.
L'énergie cinétique des premières réactions entraîne une élévation de température, donc de nouvelles possibilités de fusion.La réaction en chaîne s'amorce. Si la température s'emballe, c'est l'explosion (bombe H).
Un des domaines les plus intéressants de la recherche actuelle est la production de réactions de fusions contrôlées. Le problème est de produire des plasmas (états gazeux ionisés) très chauds.
valuons la température moyenne pour obtenir une énergie de 0.15 MeV. L'énergie cinétique d'un moyau d'hydrogène présent dans un plasma où règne la température T est donnée par la formule :
Avec k environ 1.38 10exp(-23) J/K (constante de Boltzmann)
T est de l'ordre du milliard de kelvins. Evidemment, 0.15 MeV est une énergie moyenne. Au hasard des chocs, certaines particules ont une énergie nettement supérieure. Néanmoins, la température critique est prohibitive.
Pour réaliser la fusion deutérium-tritium (D,T), la condition est moins draconienne : 50 millions de kelvins sont "seulement" nécessaires.
Voici la formule :
Trouver un "récipient"!!!
On ne peut songer utiliser un récipient matériel pour maintenir des plasmas à une température de plus de 50 millions de kelvins et sous une pression énorme :
"Il fond !!!".
l faut donc confiner la plasma dans un espace prévu pour la réaction, de façon que le produit de la densité n du plasma par le temps t durant lequel il reste confiné soit supérieur à une certaine valeur :
nt >100000 x10exp9 cm-3.s
Deux directions de recherche sont exploitées pour y parvenir.
Les avantages de la fusion sont :
* Des resources inépuisables
* Radioactivité limitée aux materiaux de la structure
* Fin de dépendence énergétique entre les pays
ais d'enormes problèmes restent encore à résoudre. Cependant les scientifiques y sont déjà parvenus à petite échelle.
