Fusion thermonucléaire contrôlée


MATIÈRE (physique) - Plasmas

  • Écrit par 
  • Patrick MORA
  •  • 7 629 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre «  Réactions nucléaires dans les plasmas »  : […] À très haute température, quand on dépasse la dizaine de millions de kelvins, les plasmas constitués de noyaux légers peuvent être le siège de réactions de fusion nucléaire, avec production de noyaux plus lourds et surtout d'énergie. La nécessité d'atteindre des températures très élevées est due à ce que, avant de fusionner sous l'effet des forces nucléaires, les deux noyaux en présence doivent d' […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/matiere-physique-plasmas/9-reactions-nucleaires-dans-les-plasmas/

THERMONUCLÉAIRE ÉNERGIE

  • Écrit par 
  • Robert DAUTRAY, 
  • Pascal GARIN, 
  • Michel GRÉGOIRE, 
  • Guy LAVAL, 
  • Jean-Paul WATTEAU, 
  • Joseph WEISSE
  •  • 19 257 mots
  •  • 33 médias

Le xxe siècle nous a appris que l'énergie de fusion thermonucléaire est la source d'énergie du Soleil et de la plupart des autres étoiles. C'est cette énergie qui produit le rayonnement électromagnétique X issu de la région centrale de notre étoile et qui, par diffusion, ab […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/energie-thermonucleaire/#i_0


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Rayon laser : variation du taux d'absorption

Rayon laser : variation du taux d'absorption

graphique

Variation du taux d'absorption du rayonnement du laser à verre au néodyme et de ses trois premiers harmoniques en fonction de l'intensité reçue par la cible de numéro atomique faible. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Principe de la configuration magnétique d'un tokamak

Principe de la configuration magnétique d'un tokamak

dessin

Principe de la configuration magnétique d'un tokamak, les lignes de forces du champ magnétique étant hélicoïdales et s'enroulant sur des surfaces magnétiques concentriques. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Cible pour la fusion thermonucléaire

Cible pour la fusion thermonucléaire

dessin

En a, cible constituée d'un ablateur sur la paroi interne duquel est gelé du D-T (mélange équimolaire de deutérium et de tritium) en équilibre avec sa phase gazeuse centrale. Cet ensemble en forme de coquille est utilisé pour atteindre des gains élevés. En b, profils de... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Chemins thermodynamiques de la zone chaude et du D-T froid

Chemins thermodynamiques de la zone chaude et du D-T froid

graphique

Chemins thermodynamiques moyens de la cible dans le plan densité-température suivis par la zone chaude centrale, ou « point chaud », et le deutérium-tritium (D-T) froid fortement comprimé qui l'entoure. Ils sont gradués en temps, l'origine des temps correspondant à l'inflammation... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Implosion : température et compression du mélange D-T

Implosion : température et compression du mélange D-T

graphique

Résultats des principales expériences d'implosion, dans ce plan qui donne en abscisse, la température et, en ordonnée, la compression du mélange équimolaire du deutérium-tritium (DT) en fin d'implosion. Les laboratoires ayant obtenu ces performances sont les suivants :... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Thermonucléaire : profils de densité et de température

Thermonucléaire : profils de densité et de température

graphique

Profils de densité n et de température T de l'interaction du rayonnement du laser avec la cible auxquels correspondent trois régions : le plasma en détente vers le laser où le rayonnement est absorbé, la zone de conduction vers laquelle diffuse l'énergie absorbée et la... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Joint European Torus (J.E.T.)

Joint European Torus (J.E.T.)

photographie

Vue générale du Joint European Torus (J.E.T.) ; la personne présente en bas de l'illustration permet d'estimer les dimensions de l'installation. 

Crédits : J.E.T./ D.R.

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Projet I.T.E.R. (International Thermonuclear Experimental Reactor)

Projet I.T.E.R. (International Thermonuclear Experimental Reactor)

photographie

Le réacteur thermonucléaire expérimental international, connu sous le nom d’I.T.E.R. (schématisé ici et occupant un volume cylindrique d'environ 25 mètres de diamètre et de hauteur, la personne représentée en bas de l’illustration donnant l’échelle), a pour objectif d'étudier... 

Crédits : I.T.E.R./ D.R.

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Tore Supra

Tore Supra

photographie

Vue intérieure de la chambre à plasma de Tore Supra dont les composants sont refroidis par une circulation d'eau. L'anneau plat en fibre de carbone ou limiteur (bas de l'illustration) délimite le tore de plasma confiné par le champ magnétique à l'intérieur de la chambre. 

Crédits : C.E.A.

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Phébus

Phébus

photographie

Salle d'expérience du laser Phébus. Les deux faisceaux horizontaux pénètrent de part et d'autre de la chambre d'interaction située au centre. 

Crédits : C.E.A.

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National Ignition Facility (N.I.F.)

National Ignition Facility (N.I.F.)

photographie

Chambre d'interaction du laser National Ignition Facility (N.I.F.), de 10 mètres de diamètre, percée d'un ensemble d'ouvertures par où pénétreront les 192 faisceaux et où seront implantés des diagnostics de contrôle et d'observation ; mise en place dans le bâtiment abritant... 

Crédits : L.L.N.L/ D.R.

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Laser mégajoule (L.M.J.)

Laser mégajoule (L.M.J.)

photographie

Schéma du Laser mégajoule (L.M.J.), muni de 240 faisceaux et de sa chambre d'interaction. 

Crédits : C.E.A.

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Ligne d'intégration laser (L.I.L.)

Ligne d'intégration laser (L.I.L.)

photographie

Schéma de la Ligne d'intégration laser (L.I.L.), prototype de huit faisceaux du Laser mégajoule (L.M.J.). 

Crédits : C.E.A.

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Hall de la ligne d'intégration laser (L.I.L.)

Hall de la ligne d'intégration laser (L.I.L.)

photographie

Vue du hall de la Ligne d'intégration laser (L.I.L.), où l'on distingue les ouvertures de ses huit faisceaux (2 X 4). 

Crédits : C.E.A.

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Chambre d'interaction du laser Omega

Chambre d'interaction du laser Omega

photographie

Vue générale de la chambre d'interaction du laser Omega, où l'on distingue les ouvertures multiples par où pénètrent les 60 faisceaux du laser. 

Crédits : L.L.E./ D.R.

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Programme I.T.E.R.

Programme I.T.E.R.

photographie

Montage du Tore Supra, tokamak supraconducteur en exploitation depuis 1988 à Cadarache ; on distingue nettement la chambre torique, où circule le plasma, et les aimants supraconducteurs verticaux autour de la chambre. Dans l'étude de la physique et des technologies permettant... 

Crédits : CEA

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Tokamaks

Tokamaks

tableau

tabl. 1 - Les grands tokamaks en exploitation et le projet I.T.E.R. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Lasers utilisés en fusion par confinement inertiel

Lasers utilisés en fusion par confinement inertiel

tableau

Lasers utilisés en fusion par confinement inertiel. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Fusion : réactions nucléaires

Fusion : réactions nucléaires

graphique

Réactions nucléaires de fusion les plus aisées à réaliser et les plus intéressantes d'un point de vue énergétique. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Réacteur de fusion deutérium-tritium

Réacteur de fusion deutérium-tritium

dessin

Principe d'un réacteur de fusion deutérium-tritium. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Tore avec lignes de forces et dérive des particules chargées

Tore avec lignes de forces et dérive des particules chargées

dessin

Section du tore où sont représentées les lignes de forces (à gauche) et la dérive des particules chargées (à droite) dans un champ magnétique B purement toroïdal. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Chauffage cyclotronique : antennes

Chauffage cyclotronique : antennes

dessin

Antennes pour le chauffage cyclotronique ionique dans le J.E.T. (Joint European Torus). 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Évolution électronique des tokamaks (représentés par leur sigle) au cours des 4 décennies passées.

Évolution électronique des tokamaks (représentés par leur sigle) au cours des 4 décennies passées.

graphique

Évolution électronique des tokamaks (représentés par leur sigle) au cours des 4 décennies passées. Le triple produit nitETi de la densité des ions ni, du temps de confinement de l'énergie tE et de la température centrale... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Sphère de deutérium-tritium

Sphère de deutérium-tritium

dessin

Schéma d'une sphère de deutérium-tritium (D-T) interagissant avec les faisceaux laser. La sphère se vaporise superficiellement et s'entoure d'une couronne de plasma où le rayonnement est absorbé au voisinage de la densité de coupure. La couronne se détend vers l'extérieur.... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Sphère de deutérium-tritium et faisceaux laser

Sphère de deutérium-tritium et faisceaux laser

dessin

Boucle schématisant les transformations d'énergie dans le réacteur à fusion inertielle : énergie laser EL en énergie de fusion EF avec le gain G ; EF transformée en énergie électrique EE avec le rendement ?T ; fraction... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Deutons et tritons : température

Deutons et tritons : température

graphique

Plan température ionique Ti - produit ntE où figurent les courbes à gain de cible G constant. Sont indiquées les performances des principales installations ainsi que celles des lasers Janus, Argus et Shiva du L.L.N.L. qui ont précédé Nova. Figurent... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Implosion en attaque indirecte

Implosion en attaque indirecte

graphique

Gain G de la cible en fonction de l'énergie laser EL d'une implosion en attaque indirecte. L'énergie laser seuil est d'autant plus faible que la température de rayonnement de la cavité TR et vitesse d'impulsion v sont élevées. Cette énergie seuil est... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Énergie de source et énergie de fusion

Énergie de source et énergie de fusion

graphique

Énergie de fusion produite en fonction de l'énergie délivrée par la source, telle qu'un laser, suivant les hypothèses faites sur le rendement de la source ?L et le gain de la cible, déterminé au moyen de la simulation numérique : à titre d'exemple, la zone orange... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Rayon laser : variation du taux d'absorption

Rayon laser : variation du taux d'absorption
Crédits : Encyclopædia Universalis France

graphique

Principe de la configuration magnétique d'un tokamak

Principe de la configuration magnétique d'un tokamak
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Cible pour la fusion thermonucléaire

Cible pour la fusion thermonucléaire
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Chemins thermodynamiques de la zone chaude et du D-T froid

Chemins thermodynamiques de la zone chaude et du D-T froid
Crédits : Encyclopædia Universalis France

graphique

Implosion : température et compression du mélange D-T

Implosion : température et compression du mélange D-T
Crédits : Encyclopædia Universalis France

graphique

Thermonucléaire : profils de densité et de température

Thermonucléaire : profils de densité et de température
Crédits : Encyclopædia Universalis France

graphique

Joint European Torus (J.E.T.)

Joint European Torus (J.E.T.)
Crédits : J.E.T./ D.R.

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Projet I.T.E.R. (International Thermonuclear Experimental Reactor)

Projet I.T.E.R. (International Thermonuclear Experimental Reactor)
Crédits : I.T.E.R./ D.R.

photographie

Tore Supra

Tore Supra
Crédits : C.E.A.

photographie

Phébus

Phébus
Crédits : C.E.A.

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National Ignition Facility (N.I.F.)

National Ignition Facility (N.I.F.)
Crédits : L.L.N.L/ D.R.

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Laser mégajoule (L.M.J.)

Laser mégajoule (L.M.J.)
Crédits : C.E.A.

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Ligne d'intégration laser (L.I.L.)

Ligne d'intégration laser (L.I.L.)
Crédits : C.E.A.

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Hall de la ligne d'intégration laser (L.I.L.)

Hall de la ligne d'intégration laser (L.I.L.)
Crédits : C.E.A.

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Chambre d'interaction du laser Omega

Chambre d'interaction du laser Omega
Crédits : L.L.E./ D.R.

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Programme I.T.E.R.

Programme I.T.E.R.
Crédits : CEA

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Tokamaks

Tokamaks
Crédits : Encyclopædia Universalis France

tableau

Lasers utilisés en fusion par confinement inertiel

Lasers utilisés en fusion par confinement inertiel
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Fusion : réactions nucléaires

Fusion : réactions nucléaires
Crédits : Encyclopædia Universalis France

graphique

Réacteur de fusion deutérium-tritium

Réacteur de fusion deutérium-tritium
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Tore avec lignes de forces et dérive des particules chargées

Tore avec lignes de forces et dérive des particules chargées
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Chauffage cyclotronique : antennes

Chauffage cyclotronique : antennes
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Évolution électronique des tokamaks (représentés par leur sigle) au cours des 4 décennies passées.

Évolution électronique des tokamaks (représentés par leur sigle) au cours des 4 décennies passées.
Crédits : Encyclopædia Universalis France

graphique

Sphère de deutérium-tritium

Sphère de deutérium-tritium
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Sphère de deutérium-tritium et faisceaux laser

Sphère de deutérium-tritium et faisceaux laser
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Deutons et tritons : température

Deutons et tritons : température
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Implosion en attaque indirecte

Implosion en attaque indirecte
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Énergie de source et énergie de fusion

Énergie de source et énergie de fusion
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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