Installation du solénoïde central T-15, années 80

Le centre de recherche de l’Institut Kurchatov a démantelé l’ancien réacteur de recherche T-15 dans le bâtiment de l’Institut et une nouvelle usine hybride est en cours de construction sur sa base.

«Le tokamak hybride s'appelle désormais le T-15MD. Il s'agit d'une grande installation, à la fin de l'année nous devons l'assembler sur le site de l'ancien T-15 dans ce bâtiment [de l'Institut Kurchatov]. Nous avons démantelé cette [ancienne installation], nous en construisons une nouvelle sur sa base », a déclaré Petr Khvostenko, superviseur du complexe Kurchatov des technologies de l'énergie thermonucléaire et du plasma.

Un nouveau réacteur sera assemblé fin 2018, un lancement physique est prévu pour 2020. Il élaborera des technologies «nécessaires à une source de neutrons thermonucléaires spécifiquement pour un réacteur hybride».

Le T-15 à l'époque, il est devenu l'un des premiers prototypes mondiaux d'un réacteur thermonucléaire industriel qui utilise des aimants supraconducteurs pour contrôler le plasma. Un réacteur avec une chambre toroïdale standard avec un grand rayon de 2,43 m et un petit rayon de 0,7 m a montré que la physique soviétique est sur la bonne voie pour obtenir la fusion thermonucléaire.


Tokamak T-15 - installation toroïdale pour le confinement magnétique du plasma. Développé par Vasmili Andreevich Glukhikh (maintenant académicien de l'Académie russe des sciences)

Le T-15 a reçu le premier plasma thermonucléaire en 1988 et a continué de fonctionner jusqu'en 1995.

Réacteurs thermonucléaires expérimentaux

La fusion thermonucléaire guidée est le véritable Saint-Graal de l'énergie. Si les physiciens apprennent à maintenir le plasma dans un piège magnétique et à dépenser moins d'énergie sur les aimants que ce qui est libéré à la suite de la réaction, alors l'humanité recevra une source presque inépuisable d'énergie propre, et les combustibles fossiles des hydrocarbures et de l'uranium peuvent être oubliés, d'autant plus que leurs réserves ne seront pas suffisantes pendant longtemps . Selon les scientifiques, les réserves d'uranium 235 ne dureront que 50 à 70 ans pour l'humanité, de sorte que la construction de nouveaux types conventionnels de centrales nucléaires est désormais irrationnelle.

Il est évident pour certains experts que l' avenir réside dans la fusion thermonucléaire . Des tentatives de création d'un réacteur thermonucléaire en état de marche ont été faites à plusieurs reprises. Depuis 2007, la construction d'ITER (réacteur expérimental thermonucléaire international) est en cours, mais le projet a considérablement perdu la trace de 5 milliards de dollars et les délais ont été reportés à plusieurs reprises.

L'URSS est l'un des organisateurs du projet ITER, maintenant des organisations scientifiques russes sont responsables de la fabrication de 25 systèmes. Le Centre d'intégration pour les participants étrangers au projet ITER est l'Institut de physique nucléaire (INP) de la branche sibérienne de l'Académie russe des sciences, sur son territoire, ils assembleront et testeront des éléments à partir de composants fabriqués dans différents pays. Le premier plasma à ITER devrait être reçu en 2025.


Le premier tokamak T-1 au monde construit en 1954

D'autres expériences de fusion sont également en cours. Par exemple, au Massachusetts Institute of Technology, en collaboration avec Commonwealth Fusion Systems, ils ont commencé la construction d'un prototype fonctionnel d'un réacteur thermonucléaire avec des aimants de superpuissance beaucoup plus petits (en utilisant un supraconducteur YBCO, de l'oxyde d'yttrium-baryum-cuivre). Pour commencer, le MIT prévoit de produire un prototype de réacteur de 100 MW, mesurant à peine 1/65 d'ITER, en 10 ans. Il émettra de l'énergie en impulsions de 10 secondes - il n'est pas prévu de convertir la chaleur en électricité, mais les scientifiques estiment que l'énergie fournie sera environ le double du coût de chauffage du plasma. Ensuite, la construction d'un réacteur de 200 MW commencera par un générateur qui alimente en électricité le réseau commun. Si le projet est achevé avec succès dans la période déclarée de 15 ans, ce sera peut-être la première au monde dans une centrale électrique à fusion réelle.

Avec l'énergie renouvelable, l'énergie thermonucléaire est le plus grand espoir de l'humanité de répondre aux besoins énergétiques croissants.
Il existe aujourd'hui plus d'une dizaine de projets expérimentaux dans le monde:

• Wendelstein 7-x
• Laser MegaJoule
• Installation nationale d'allumage
• Fusion MagLIF
• EST (Tokamak chinois)
• Lockheed Martin compact fusion
• Énergie d'hélion
• Énergie tri-alpha
• Fusion générale
• Première lumière
• Tokamak Energy ( startup anglaise )
• Physique des plasmas de Lawrenceville
• et autres

Réacteur thermonucléaire hybride T-15MD

Un réacteur thermonucléaire hybride reçoit de l'énergie à la fois de la désintégration d'un atome (comme une centrale nucléaire ordinaire) et de la fusion, c'est-à-dire qu'il combine les principes de l'énergie nucléaire et thermonucléaire

Le tokamak hybride T-15MD fonctionnera sur le thorium, qui est moins cher et possède plus de réserves que l'uranium. Sa principale différence avec un réacteur thermonucléaire est qu'un réacteur hybride n'a pas besoin de recevoir des températures ultra-élevées pour obtenir de l'énergie.

Selon la description technique , l'installation du T-15MD aura une configuration allongée d'un cordon plasma avec un rapport d'aspect de 2,2, un courant plasma de 2 MA dans un champ magnétique toroïdal de 2 T avec un système de chauffage supplémentaire quasi-stationnaire d'une puissance totale allant jusqu'à 20 MW. L'installation est conçue pour une durée d'impulsion allant jusqu'à 30 s.

Actuellement, la modernisation de l'installation du T-15MD est en phase de préparation au lancement physique du tokamak.