La vapeur de l’échangeur de chaleur sera utilisée pour entraîner les turbines et les générateurs, afin de créer du courant électrique. L’enceinte de confinement du tokamak aura une double paroi composée de carreaux de céramique ou de composites contenant des tubes dans lesquels coulera du lithium-6 liquide, refroidissant ainsi la paroi. Pour maintenir la décharge, ce chauffage interne devra compenser tous les mécanismes de perte (principalement les rayons X de la décélération électronique) qui ont tendance à refroidir le plasma très rapidement. Les enceintes classiques de confinement ne supportent pas ces températures, de sorte que le plasma doit être tenu à l’écart des parois par confinement magnétique des particules chargées.
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Le projet russe (Demo-FNS) est particulier car il vise à créer un réacteur hybride fission/fusion visant à https://3dwarehouse.sketchup.com/by/aviamasters réutiliser les neutrons produits par la réaction de fusion pour recycler des déchets nucléaires ou créer du combustible à partir de thorium ou d’uranium appauvri,. Il existe ainsi plusieurs grands types de projet pour la construction d’un réacteur de démonstration. Pour l’heure, plusieurs des pays participants au projet ITER (Chine, Union européenne, Inde, Japon, Corée, Russie, États-Unis) ont d’ores et déjà proposé des contraintes concernant les spécificités d’un réacteur de démonstration. Les combustibles candidats pour alimenter un réacteur de démonstration sont le deutérium (l’un des isotopes de l’hydrogène), et le tritium, produit à partir du rayonnement neutronique en interaction avec l’isotope 6 du lithium.
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Quel type de divertor sera le plus performant pour « récupérer » les particules et l’énergie des rayonnements à haute énergies des réactions de fusion ? ITER a l’ambition de produire 500 MW de puissance de fusion nucléaire durant plusieurs minutes, c’est-à-dire jusqu’à dix fois la puissance de chauffage injectée (50 MW). (de l’anglais demo tape, bande de démonstration) Ceux-ci ne devraient pas être opérationnels avant 2060, ce qui impliquerait de construire Demo avant d’avoir le retour d’expérience d’ITER (premier plasma prévu en 2034 et première fusion en 2039) et de construire les réacteurs commerciaux avant le commissionnement de DEMO prévu pour 2054 au mieux. Pour atteindre ces objectifs, DEMO devrait être un tokamak de six à dix mètres de diamètre extérieur suivant les projets et un plasma environ 30 % plus dense.
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Le lithium absorbe facilement les neutrons à grande vitesse pour former de l’hélium et du tritium, qui devront à leur tour être extraits, séparés et reconditionnés pour une réinjection dans le cas du tritium. Les particules alpha (noyaux d’hélium) très énergétiques resteront en principe, et on l’espère, confinées en contribuant au chauffage du plasma. Les températures élevées donnent aux noyaux suffisamment d’énergie cinétique pour surmonter leur répulsion électrostatique.
Il sera logiquement suivi d’une filière industrielle, avec des prototypes électronucléaires à la fin du XXIe siècle ». « Ce cycle ne sera que partiellement testé dans ITER par le projet de test technologique des cellules tritigènes. Plusieurs expérimentations sont actuellement en cours employant notamment des dispositifs de type « tokamak sphérique » testant différentes configurations de collecte des particules et des gaz dans la structure nommée divertor magnétique.
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Les démos sont des productions informatiques mêlant graphismes, musiques et images dans un but esthétique. Une démo est un terme utilisé dans certaines disciplines pour désigner une démonstration de savoir-faire, qu’elle soit artistique et/ou technique. Le projet Demo devrait ouvrir la voie à la construction en série des premiers réacteurs commerciaux, qui doivent coûter le quart du prix des Demo. En Octobre 2019, UK Atomic Energy annonce le projet d’un « Tokamak sphérique pour la production d’ énergie » (STEP). L’énergie thermique perdue au-delà de l’énergie électrique générée est rejetée dans l’environnement.
Un tel projet s’appuyant sur les promesses d’un rendement et d’une compacité dix fois supérieure au tokamak traditionnel bien qu’aucun dispositif de grande puissance n’ait été encore testé. De nombreuses questions restent aujourd’hui sans réponse, y compris les méthodes de chauffage et la méthode de capture des neutrons de haute énergie,,,,. Un dispositif de type tokamak nécessite à la fois un plasma dense et des températures élevées pour que la réaction de fusion soit maintenue. L’énergie nécessaire pour initier la fusion des noyaux est très importante car les protons de chaque noyau se repoussent fortement électrostatiquement (barrière de potentiel) ; en effet, ils sont tous deux chargés positivement.
Démo
- Pour l’heure, plusieurs des pays participants au projet ITER (Chine, Union européenne, Inde, Japon, Corée, Russie, États-Unis) ont d’ores et déjà proposé des contraintes concernant les spécificités d’un réacteur de démonstration.
- Le projet devrait s’appuyer sur les résultats d’ITER pour en définir les particularités.
- Une chanson-démo est, contrairement à une chanson endisquée, de moins bonne qualité de son que sur disque puisqu’elle est faite rapidement. newlineUn démo est habituellement destiné à être montré à un producteur de disques pour qu’il juge de la bonne qualité de la chanson, soi-disant pour endisquer.
- L’exploitation des données issues du réacteur expérimental de fusion nucléaire ITER s’avère donc indispensable pour permettre de concevoir un cahier des charges destiné à un réacteur de démonstration de production d’électricité.
Cette source est dans le domaine public, mais elle peut être trop ancienne ou peu objective (mai 2019). Cet article ou cette section provient essentiellement de ITER Mag 2014, ou de la recopie de cette source, en partie ou en totalité. Le projet principal est très certainement celui des promoteurs européens d’ITER que l’on pourrait qualifier de « suite d’ITER » dans lequel le Japon est partenaire. Le projet devrait s’appuyer sur les résultats d’ITER pour en définir les particularités.
Comme les neutrons transportent la majorité de l’énergie de la fusion nucléaire et ne réagissent pas au champ électrique, ils seront la principale source d’énergie thermique du réacteur et absorbés partiellement dans une couverture refroidie à l’eau pressurisée. DEMO ou Démo (de l’anglais Demonstration Power Plant) est un projet de réacteur nucléaire de démonstration à fusion, qui devrait montrer à l’horizon de 2050 qu’il sera possible de produire de l’électricité par fusion de noyaux de tritium et de deutérium. La Russie ne semble plus développer de projet de réacteur de fusion nucléaire de démonstration. Lorsque la fusion nucléaire est amorcée, les neutrons de haute énergie sont émis par le plasma, ainsi que des rayons X. L’exploitation des données issues du réacteur expérimental de fusion nucléaire ITER s’avère donc indispensable pour permettre de concevoir un cahier des charges destiné à un réacteur de démonstration de production d’électricité.
Comparaison Avec Iter
L’Orchestre Les Arcs-en-ciel – Réseau Démos a initié différents projets pour les enfants et leurs familles Démos œuvre en faveur de la démocratisation culturelle par la pratique musicale en orchestre et forme les futurs citoyens du XXIe siècle. Néanmoins, la durée de vie des déchets serait assez courte au regard de ceux qui sont produits par la fission nucléaire, ce qui permettrait leur traitement plus aisé. Le combustible utilisé par Demo ne devient pas radioactif après la réaction, cependant les éléments en métal près du plasma deviendront radioactives par activation neutronique. Les expériences précédentes, telles qu’ITER, dissipent principalement la puissance thermique qu’elles consomment et produisent dans l’atmosphère sous forme de vapeur d’eau dans les tours de refroidissement.
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Pour fusionner, les noyaux doivent être à moins d’un femtomètre (10−15 m) les uns des autres, distance à laquelle l’effet tunnel (la matière est alors représentée par une fonction d’onde) permet aux constituants des nucléons de se trouver alors dans le même espace et ainsi fusionner. Demo devrait donc être ensuite une machine permettant de finaliser cette démonstration. Les expérimentations actuelles sont très éloignées de cette temporalité puisque les dispositifs actuels ne réalisent les réactions de fusion que sur des durées très brèves. Par exemple, dans le cadre d’une centrale nucléaire actuellement en exploitation chaque tranche est arrêtée pour des raisons de maintenance tous les 12 à 18 mois pour une période de 30 jours environ. En effet, une centrale électrique, par définition, produit de l’électricité de manière continue sans interruption sur une longue durée, même si certaines tranches de la centrale sont à l’arrêt régulièrement pour des opérations de maintenance. Un des objectifs de l’expérimentation ITER est de démontrer qu’un bilan énergétique positif est possible y compris en prenant en compte toute la puissance utilisée par dispositif.