Harry Cohen Tanugi

Cette machine à fusion devient l'endroit le plus chaud du système solaire lorsqu'elle est allumée.

Il y a quelques jours seulement (le 3 octobre, pour être exact), le Royaume-Uni a annoncé le site de sa machine à fusion. prototype de centrale à énergie de fusion, à construire d'ici 2040. Nous savons qu'en cas de succès, cela serait tout à fait approprié pour un pays qui, dans les années 1950, a construit le premier réacteur à fission nucléaire utilisé à des fins commerciales.

Une ingénierie intéressante (IE) a assisté à New Scientist Live au cours du week-end (8-9 octobre) et s'est entretenu avec Jordan D'Arras, ingénieur en développement diplômé de l'Autorité britannique de l'énergie atomique, pour en savoir plus sur cet ambitieux programme.

"Nous sommes l'Autorité de l'énergie atomique du Royaume-Uni et la grande majorité de notre travail est basée sur la fusion et la fusion par confinement magnétique, en particulier", explique Jordan D'Arras.

Nous pouvons chauffer [the plasma] à environ 150 millions de degrés

Cette machine de fusion devient l'endroit le plus chaud du système solaire lorsqu'elle est allumée.

Modèle de tokamak "sphérique" lors de l'événement New Scientist Live.

Le "T" de "STEP" fait référence au "tokamak", la "machine" de fusion utilisée dans le programme. Cette cuve en forme de beignet contient et confine du plasma composé d'isotopes d'hydrogène. "Nous pouvons chauffer cet hydrogène en un plasma ; nous pouvons le chauffer à environ 150 millions de degrés". [Celsius]révèle D'Arras. C'est dix fois plus chaud que le centre de la Terre. soleil!

D' Arras raconte IE que lorsque le dispositif de fusion est activé, il devient en fait l'endroit le plus chaud du système solaire.

Dans le programme STEP, le tokamak destiné à la production d'énergie a une forme compacte unique, sphérique plutôt que torique. "Nous constatons que [this shape] donne une réaction plus efficace au sein du plasma. Nous espérons que cela facilitera la fabrication, car les unités sont plus petites et plus compactes", explique M. D'Arras.

L'équipe continue à travailler sur la conception de l'usine pour atteindre l'objectif de 2040.

L'équipe se trouverait au seuil de la phase 1 et de la phase 2, avec l'objectif d'atteindre l'objectif de 2040. Autorité britannique de l'énergie atomique a annoncé en début de semaine que la centrale sera implantée à West Burton, dans le nord du Nottinghamshire.

"Nous travaillons encore sur la conception de cette centrale. Nous disposons d'un tokamak sphérique sur le site du Culham Centre dans l'Oxfordshire", révèle D'Arras. L'équipe est impatiente d'utiliser les nombreuses données déjà reçues de la centrale d'Oxfordshire pour en savoir plus sur la manière dont le prototype sera utilisé pour fournir de l'énergie au Royaume-Uni. réseau électrique.

D'Arras décrit les centrales qui existent actuellement comme des "expériences scientifiques", car elles n'envoient pas d'énergie au réseau. On dit à l'IE que ces centrales continuent d'aider l'équipe à se familiariser avec le plasma et les défis liés à la fusion, afin d'en tenir compte dans le programme STEP.

Le premier réacteur de fusion à confinement magnétique produit plus d'énergie en sortie qu'en entrée

Au cours de l'entretien, l'IE a discuté de la manière dont le Autorité britannique de l'énergie atomique travaille également avec un programme international de fusion appelé ITER (réacteur thermonucléaire expérimental international).. Ce projet implique une collaboration entre 35 nations pour construire le plus grand tokamak du monde dans le sud de la France.

"Ce sera la première cuve de fusion par confinement magnétique à produire plus d'énergie à la sortie qu'à l'entrée", explique M. D'Arras. IE. "Nous appelons cela une valeur Q." Essentiellement, une valeur Q de un correspond à chaque kilowatt (kW) d'énergie injectée et obtenue par kW-heure.

L'équipage espère que la valeur Q des réactions en ITER en France se situera entre le cinquième et le dixième trimestre. Le premier plasma (la première fois que la machine est mise sous tension) est actuellement prévu pour la fin 2025 ou le début 2026. C'est assez tôt.

Des mains robotiques interchangeables font tout le travail de maintenance de l'usine de fusion.

Cette machine à fusion devient l'endroit le plus chaud du système solaire lorsqu'elle est allumée.

La maintenance de la machine à énergie de fusion est effectuée par des "robots super-héros".

D'Arras a fait la démonstration à l'IE du gigantesque robots avec des mains interchangeables pour s'adapter aux outils nécessaires à toute tâche de maintenance de la machine de fusion. "Par exemple, si l'une des tuiles des parois internes de la cuve doit être changée, nous pouvons mettre [a suitable] dispositif à l'extrémité du bras".

"Les opérateurs du robot sont assis sur une chaise à distance où ils ont ces petits bras qui descendent. Ils peuvent manipuler le robot en direct", explique D' Arras. Les bras du robot sont équipés de nombreuses caméras qui permettent aux opérateurs de voir exactement où ils se trouvent dans le navire.

Comme les robots sont "assez chers", il faut beaucoup de formation avant de pouvoir utiliser un MASCOT (nom du robot). Chaque MASCOT est doté de deux bras avec des pinces qui peuvent actionner plus de 900 outils sur mesure. Les MASCOT sont déployés au bout d'une flèche articulée de 12 mètres, pilotée par une équipe de télémanipulation depuis une salle de contrôle équipée de caméras en direct et d'écrans RV pour des vues de précision supplémentaires.

D'Arras raconte IE que les futurs ingénieurs doivent d'abord jouer une partie de Jenga - juste à côté du navire de formation - en utilisant un MASCOT pour prouver leur compétence.

Les MASCOTs assurent la sécurité des personnes dans un environnement toxique et difficile. En gardant les humains à l'écart, on évite aussi la contamination.

L'usine de fusion est un environnement difficile, du moins pour les humains. Béryllium n'est qu'un des matériaux toxiques qui composent les tuiles des murs de la machine de fusion. Pour cette raison, la plupart des travaux de maintenance du vaisseau doivent être effectués à l'aide de MASCOT(s) et de divers autres robots.

De toute façon, "vous ne pourriez pas vraiment entrer là-dedans pendant qu'elle est en marche", précise M. D'Arras, qui explique en outre que, comme l'huile sur les empreintes digitales, la présence humaine provoquerait des impuretés dans le plasma. L'un des effets de la contamination est que le réacteur se refroidit et que l'appareil est endommagé. Le problème serait le même si des humains entraient à l'intérieur alors que le vaisseau n'est pas en marche.

"C'est un environnement vraiment immaculé à l'intérieur, ce qui est tout à fait différent de l'extérieur de la cuve où il y a des kilomètres de tuyaux et de fils, etc.

Les aimants empêchent [the plasma] d'entrer en contact avec les murs et d'endommager notre machine".

Au cours de l'enquête New Scientist Live L'équipe britannique a souvent reçu la question suivante : Si vous stockez du plasma à 150 millions de degrés Celsius, pourquoi votre machine ne fond-elle pas ? D'Arras explique que c'est parce que le plasma n'entre jamais en contact avec le récipient. L'utilisation de grands champs magnétiques confine le plasma.

"Les aimants colloïdaux confinent le plasma dans un sens, tandis que les aimants toroïdaux le confinent dans un autre sens. Et ils compriment en quelque sorte le plasma ensemble", explique D'Arras. De cette façon, les forces densifient le plasma au centre et l'empêchent d'entrer en contact avec les parois de la machine et de causer des dommages.

L'équipe espère que l'approche écologique et durable de la production d'énergie adoptée par le programme STEP suscitera des réactions positives et encouragera les gens à s'engager.

[SOURCE]

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