TAE Technologies réalise une percée dans le domaine de la fusion qui réduit considérablement le coût d'une future centrale électrique
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TAE Technologies , une société privée d'énergie de fusion qui développe l'approche la plus propre et la plus sûre de l'énergie de fusion commerciale, a réalisé une percée inédite en son genre qui améliore fondamentalement les performances, la praticité et la préparation du réacteur de la technologie de fusion exclusive de la société.
Des résultats expérimentaux publiés dans la revue à comité de lecture Nature Communications prouvent que TAE a inventé une approche simplifiée pour former et optimiser le plasma. Cette approche accroît l'efficacité, réduit considérablement la complexité et les coûts, et accélère la transition de l'entreprise vers l'énergie nette et la production d'énergie de fusion commerciale. La réalisation d'une fusion commerciale repose sur la capacité à générer un plasma (le quatrième état surchauffé de la matière) à des températures extrêmement élevées, puis à confiner l'énergie pendant de longues périodes. L'une des méthodes pour y parvenir est la configuration à champ inversé (FRC : Field-Reversed Configuration), une technique de confinement magnétique qui constitue la base de la technologie de fusion de TAE.
Avantages fondamentaux du FRC :
- Un plasma FRC s'auto-organise et crée son propre champ magnétique à l'intérieur de la machine. Cela réduit considérablement le nombre d'aimants externes nécessaires au confinement, tout en rendant le dispositif nettement plus économe en énergie.
- Une machine basée sur le FRC peut atteindre jusqu'à 100 fois plus de puissance de fusion qu'un tokamak classique de même intensité de champ magnétique et de même volume de plasma.
- En plus des propriétés d'auto-confinement du FRC, cette approche se prête à une machine de fusion linéaire plus simple, beaucoup moins compliquée à construire, moins coûteuse à construire et à exploiter, et plus facile à entretenir.
- Le faible champ magnétique intérieur d'un FRC augmente la viabilité du combustible hydrogène-bore (p-B11), qui est la source de combustible préférée de TAE pour la fusion commerciale car c'est l'option la plus propre, la plus sûre et la plus durable pour la planète.
Malgré ces avantages, le FRC a toujours été difficile à mettre à l'échelle commerciale en raison des instabilités du plasma et de sa formation complexe et coûteuse. TAE a conçu, construit et déployé des technologies qui résolvent directement ces défis, aboutissant à une évolution avancée du FRC, pilotée par faisceau, qui libère le potentiel connu, mais jusqu'alors inexploité, de cette topologie de réacteur.
La technologie avancée d'accélérateur de particules de TAE, associée à des alimentations électriques exclusives et à des contrôles de rétroaction active en temps réel, supprime les instabilités du plasma FRC pour produire des plasmas stables et pertinents pour la fusion dans des opérations en régime permanent - un ensemble d'étapes franchies pour la première fois dans des prototypes précédents.
La percée de la « norme »
TAE a dévoilé une nouvelle configuration de machine qui exploite davantage sa technologie avancée d'accélérateur de particules et ses faisceaux de particules neutres pour optimiser la formation traditionnelle de plasma FRC. Comme décrit dans Nature Communications , la nouvelle machine de TAE utilise uniquement l'injection de faisceaux neutres (NBI) pour produire un plasma FRC chaud et stable , réduisant ainsi jusqu'à 50 % la taille, la complexité et le coût de la machine, tout en optimisant sa compétitivité économique et sa viabilité commerciale.
Là où une machine FRC nécessitait autrefois des sections complexes de formation de plasma (longs tubes de quartz à chaque extrémité de l'appareil) et des collisions supersoniques pour produire un plasma FRC, la percée innovante de TAE, exclusivement NBI, crée, chauffe et stabilise un plasma FRC directement au centre de la machine.
Cette machine, baptisée Norm , en raison de sa longueur nettement inférieure à celle de son prédécesseur, Norman , atteint régulièrement les performances plasma à l'état stationnaire les plus élevées de TAE et a validé les modes de fonctionnement et les composants qui seront utilisés sur le prototype de réacteur de nouvelle génération de la société, Copernicus . Copernicus devrait démontrer la viabilité de la production nette d'énergie grâce à l'approche FRC avancée pilotée par faisceau de TAE avant la fin de la décennie, suivie par Da Vinci , le premier prototype de centrale électrique de TAE, au début des années 2030.
« L'approche NBI seule a déjà été tentée lors de nombreuses expériences il y a plusieurs décennies, mais sans succès. Ce sont les innovations cruciales de TAE en matière de faisceaux neutres, d'alimentations électriques et de contrôle par rétroaction active en temps réel qui ont ouvert la voie à cette avancée », explique Toshiki Tajima, directeur scientifique de TAE . « Nous avons désormais démontré que la formation de FRC par NBI seule réduit non seulement la complexité et le coût du système, mais améliore également la stabilité du plasma et les performances globales de la machine. »
« Avec Norm, nous avons maîtrisé les complexités restantes du FRC et, grâce à son exploitation réussie, TAE a sensiblement réduit les risques liés à Copernicus », déclare Michl Binderbauer, PDG de TAE . « Cette réussite, réalisée uniquement par NBI, marque un tournant pour la R&D de TAE sur la fusion, ouvrant la voie à des dispositifs rationalisés répondant directement aux critères commerciaux critiques de coût, d'efficacité et de fiabilité. Cette étape importante accélère considérablement la progression de TAE vers la fusion hydrogène-bore commerciale, qui fournira une source d'énergie sûre, propre et pratiquement illimitée pour les générations futures. »