Un physicien qui a participé à la conception de la première bombe à hydrogène chinoise dans les années 1960 dirige aujourd’hui un projet d’énergie à fusion-fission. Notez le rôle de l’entreprise publique comme facteur d’innovation qui correspond à l’expérience française du CEA dans laquelle les communistes à la Libération avec en particulier Joliot Curie ont joué un rôle fondamental. Nous avons ici un personnage assez comparable dans la réorientation vers l’utilisation pacifique pour le développement et l’autosuffisance énergétique. (note et traduction de Danielle Bleitrach histoireetsociete)
Par JEFF PAO16 NOVEMBRE 2023
La province du Jiangxi, dans le sud-est de la Chine, va construire une centrale à fusion-fission pour plus de 20 milliards de yuans (2,7 milliards de dollars), avec l’objectif de produire en continu 100 mégawatts (MW) d’électricité.
Jiangxi Electronic Group, une entreprise publique, a déclaré mardi dans un communiqué que Lianovation Superconductor et l’Institut de conception et de recherche CNNC Fusion (Chengdu) avaient signé un accord-cadre de coopération le 12 novembre pour construire conjointement un réacteur à fusion-fission dans la province.
Lianovation Superconductor est une unité du groupe électronique Jiangxi. CNNC fait référence à la China National Nuclear Corp, également une entreprise d’État.
Les médias chinois ont déclaré que le réacteur à fusion-fission serait construit dans le Jiangxi, plutôt que dans un centre d’énergie de fusion comme Chengdu ou Hefei, car Lianovation Superconductor est situé dans la province, célèbre pour ses ressources en cuivre.
Le cuivre est un métal clé pour la fabrication de matériaux supraconducteurs, tels que l’oxyde d’yttrium et de baryum et de cuivre (YBCO), qui sont utilisés pour fabriquer des bobines d’aimants dans les réacteurs. Les matériaux supraconducteurs ne créent aucune résistance pour que le courant électrique passe à une température de zéro absolu (moins 273,15 degrés Celsius).
Selon le site Web de Lianovation Superconductor, la société développe des aimants supraconducteurs à haute température (HTS) qui peuvent fonctionner à 20 degrés Kelvin (moins 253,15 degrés Celsius).
Les experts en technologie affirment que les aimants HTS seront couramment utilisés dans les réacteurs à fusion à l’avenir.
« La mise en œuvre du projet revêtira une grande importance stratégique nationale et constitue également une mesure clé pour remporter le concours mondial de l’énergie future », a déclaré le Jiangxi Electronic Group.
« Le succès des projets futurs résoudra fondamentalement le problème fondamental de l’approvisionnement en énergie propre pour le pays et donnera naissance à une nouvelle industrie émergente stratégique qui fera époque. »
La société n’a pas fourni de calendrier ou de détails d’investissement pour le projet, mais elle a déclaré qu’elle viserait à atteindre une valeur Q de plus de 30 dans ce projet. On peut supposer que cette valeur de Q s’applique à la partie réacteur à fusion, qui fournit des neutrons au processus de fission dans le dispositif combiné fusion-fission.
La valeur Q, ou facteur de gain d’énergie de fusion, fait référence au rapport entre la puissance thermique de sortie et l’entrée dans une réaction de fusion. Si Q est égal à un, le réacteur atteint le seuil de rentabilité de l’énergie du plasma.
Par exemple, si Q est supérieur à 10, une injection de 50 mégawatts de puissance calorifique dans le plasma brûlant produira une puissance de fusion d’au moins 500 mégawatts.
En décembre dernier, le département américain de l’Énergie (DOE) et sa National Nuclear Security Administration (NNSA) ont annoncé que les scientifiques du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) avaient pour la première fois réalisé un gain net d’énergie en utilisant la fusion laser, en fournissant 2,05 mégajoules (MJ) d’énergie à un objectif de production d’énergie de fusion de 3,15 MJ.
Auparavant, le Joint European Torus (JET), un réacteur tokamak au Royaume-Uni, avait atteint une valeur Q de 0,67 en 1997 en utilisant 24 MW d’énergie thermique pour produire 16 MW d’énergie de fusion.
Hybride fusion-fission
Dans un réacteur hybride fusion-fission, les neutrons de haute énergie produits par les réactions de fusion sont absorbés dans une « couverture » de matière fissile, où ils déclenchent des réactions de fission. Les combustibles de couverture privilégiés sont les isotopes abondants que sont l’uranium-238 ou le thorium-232.
L’un des principaux avantages du réacteur hybride est que chaque neutron de fusion peut déclencher plusieurs événements de fission, multipliant par plusieurs fois l’énergie libérée par chaque réaction de fusion. Cela réduit considérablement les exigences imposées au réacteur de fusion, qui n’a plus besoin de produire d’énergie nette.
Cela rend une centrale hybride fusion-fission en principe beaucoup plus facile à réaliser qu’une centrale à fusion « pure » – et donc peut-être livrable beaucoup plus rapidement.
Le gouvernement chinois avait inclus un projet hybride fusion-fission dans son programme 863, un plan de développement de haute technologie lancé en 1987, mais a mis fin au projet en 2000.
En 2008, Peng Xianjue, de l’Académie chinoise d’ingénierie physique, et son équipe ont souligné que la recherche traditionnelle sur les hybrides fusion-fission avait été confrontée à un goulot d’étranglement en raison de problèmes de sélection et de transmutation des éléments chimiques.
Ces problèmes peuvent être résolus en utilisant un réacteur hybride de fusion-fission entraîné par pincement Z (Z-FFR), a déclaré Peng.
Un réacteur Z-pinch, ou zeta-pinch, utilise une gigantesque impulsion de courant électrique pour générer un champ magnétique qui comprime le plasma.
Peng a déclaré en septembre 2022 que la Chine prévoyait de construire une machine à pincer en Z de 50 millions d’ampères, qui serait prête pour une utilisation expérimentale d’ici 2025. Il a déclaré que cette machine basée à Chengdu serait la plus grande au monde. Une machine comparable au Sandia National Laboratory aux États-Unis ne peut produire que 26 millions d’ampères. Peng avait alors déclaré que le pays serait en mesure de produire de l’énergie de fusion vers 2028 et de construire un réacteur à fusion-fission à usage commercial vers 2035.
Il est possible que le réacteur à fusion-fission proposé dans le Jiangxi utilise également la conception Z-pinch de Peng, bien que l’annonce de Jiangxi Electric Group n’ait pas précisé quel type de réacteur à fusion serait utilisé.
Scientifique spécialiste des armes nucléaires
Peng, 82 ans, était à l’origine un scientifique spécialisé dans les armes nucléaires avant de commencer à se concentrer sur l’énergie de fusion dans les années 2000.
Il est diplômé de l’Institut militaire d’ingénierie de l’Armée populaire de libération, actuellement connu sous le nom d’Université d’ingénierie de Harbin, en 1964. L’institut a été créé en 1953 pour permettre aux étudiants chinois d’apprendre les technologies de l’Union soviétique.
Peng avait contribué à la conception de la première bombe à hydrogène chinoise, fabriquée par le physicien chinois Yu Min et l’équipe de Yu en 1967. Yu a été honoré comme « le père de la bombe à hydrogène chinoise », bien qu’il ait personnellement refusé d’accepter le titre.
En 1996, Peng a commencé à se concentrer sur la recherche liée à la sûreté et à la fiabilité des armes nucléaires et à explorer l’utilisation pacifique des explosions nucléaires. En 1999, il devient académicien de l’Académie chinoise d’ingénierie.
En 2000, il a commencé à se concentrer sur la recherche sur le pincement en Z après que les laboratoires nationaux Sandia aient fait une percée majeure dans le domaine en 1997.
Lire : La Chine bat le tambour pour des résultats plus rapides en matière d’énergie de fusion
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