Fusion '101' - Pourquoi est-ce important pour le changement climatique et les ballons météo ?

Certaines choses en science sont juste cool. D'autres sont cool et peuvent changer la vie. Cette semaine, le département américain de l'Énergie a annoncé que l'un de ses laboratoires, le Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), avait réalisé ce qu'on appelle l'allumage par fusion. Voyons ce que cela signifie et pourquoi c'est important pour le changement climatique.

Le département de l'énergie communiqué de presse a déclaré: «Le 5 décembre, une équipe du National Ignition Facility (NIF) du LLNL a mené la première expérience de fusion contrôlée de l'histoire pour atteindre ce jalon, également connu sous le nom de seuil de rentabilité énergétique scientifique, ce qui signifie qu'elle a produit plus d'énergie à partir de la fusion que l'énergie laser utilisée pour conduit le." La fusion est le même processus par lequel le Soleil produit de l'énergie. Pendant des décennies, les scientifiques ont cherché à reproduire le mécanisme dans les laboratoires, mais cela a été insaisissable. Le Dr Arati Prabhakar, conseiller en chef du président pour la science et la technologie et directeur du Bureau de la politique scientifique et technologique de la Maison Blanche, a déclaré : « Nous avons une compréhension théorique de la fusion depuis plus d'un siècle, mais le cheminement de la connaissance à l'action peut être longue et ardue. L'étape d'aujourd'hui montre ce que nous pouvons faire avec persévérance.

Alors pourquoi est-ce important pour le changement climatique ? La fusion se produit lorsque deux noyaux plus légers (dans ce cas, l'hydrogène) sont combinés pour produire un seul noyau plus lourd (comme l'hélium). Au cours de ce processus, une quantité importante d'énergie propre est libérée. Le communiqué de presse du ministère de l'Énergie a poursuivi en disant: «Cette réalisation historique, la première du genre, fournira une capacité sans précédent pour soutenir le programme de gestion des stocks de la NNSA et fournira des informations inestimables sur les perspectives de l'énergie de fusion propre, ce qui serait un jeu -changeur pour les efforts visant à atteindre l'objectif du président Biden d'une économie à zéro carbone net.

Cette annonce change la donne pour les communautés scientifiques, technologiques et d'ingénierie. Cependant, il est important de calibrer les attentes. Nous sommes encore probablement dans des années, voire des décennies, pour imiter la puissance du Soleil à des échelles suffisamment grandes pour répondre aux besoins énergétiques actuels. Cette expérience a produit suffisamment d'énergie gagnée nette pour faire bouillir quelques gallons d'eau, mais ce n'est pas le point excitant. Le fait est que plus d'énergie a été produite comme sortie que livrée comme entrée. Gardez à l'esprit que le premier avion n'était pas un Boeing Dreamliner et que les premiers téléphones portables nécessitaient un petit entraînement pour être soulevés.

Cependant, il est très séduisant et plein d'espoir d'envisager une économie énergétique exempte d'émissions, de pollution atmosphérique ou de déchets radioactifs. L'approvisionnement en combustible pour la fusion est l'hydrogène. L'hydrogène est très abondant. En lisant ceci, vous vous demandez peut-être en quoi la fusion diffère de la fission dans les centrales nucléaires. La Site Web de l'Agence internationale de l'énergie atomique dit: «La fission divise un élément lourd (avec un nombre de masse atomique élevé) en fragments; tandis que la fusion unit deux éléments légers (avec un faible numéro de masse atomique), formant un élément plus lourd. Les deux processus libèrent de l'énergie, mais la fusion ne produit pas de déchets radioactifs. Il produit de l'hélium inerte (qui peut être utilisé dans les ballons météo d'ailleurs). La fusion ne produit pas non plus de réactions en chaîne caractéristiques des accidents nucléaires et n'est pas vraiment viable non plus pour la production d'armes.

Peut-être que maintenant vous voyez pourquoi les scientifiques sont étourdis.