Inconvénients de la fusion nucléaire

Le gaz hydrogène doit être chauffée jusqu`à 100 millions de degrés Celsius (180.000.000 F) pour entrer dans un état de plasma, où les électrons chargés négativement séparés des noyaux chargés positivement, qui sont des ions parce qu`ils sont déséquilibrés avec une charge positive. Normalement, ces charges positives électrostatiques font les noyaux se repoussent mutuellement, mais à ces températures, les noyaux peuvent venir assez près les uns des autres pour rendre la force de liaison nucléaire dominer la force de répulsion électrostatique. L`Association nucléaire mondiale décrit comment le fusible de noyaux ensemble pour former un seul nouveau noyau. Une partie de la matière est libérée sous forme d`énergie.

Dans les étoiles, les températures élevées et les forces gravitationnelles créent un environnement de fusion. Sur Terre, le défi est de rendre le carburant assez chaud, et le garder confiné assez, pour commencer une réaction de fusion autonome appelé "allumage." HyperPhysics Georgia State University décrit comment une bombe thermonucléaire, aussi appelé une bombe à hydrogène ou bombe H, utilise une réaction de fission explosive pour compresser et chauffer un noyau de fusion secondaire au point d`allumage, qui libère alors l`énergie principale de l`arme.

Parce que les électrons et les noyaux sont des particules chargées, ils se rallient à des champs magnétiques puissants, gardant ainsi les confinés. Le Centre Culham pour l`énergie de fusion décrit comment le Soviet-développé "tokamak" la conception du réacteur utilise un récipient sous vide, un courant électrique, des ondes radio, des atomes d`hydrogène et d`accélération des champs magnétiques perpendiculaires à la chaleur et à confiner le plasma dans le réacteur.

Une nouvelle méthode appelée "confinement inertiel" incendies précisément pour but de lasers à une petite pastille de combustible. L`enveloppe extérieure de l`explosion de la pastille, ce qui comprime le noyau de granule, où la réaction de fusion enflamme.

Toutes les méthodes actuelles pour allumer artificiellement la fusion nucléaire nécessitent d`énormes quantités d`apport d`énergie pour démarrer la réaction, même pour de brefs instants sur une petite échelle. La combinaison de la température, la densité d`ions et le temps nécessaire pour produire un gain net d`énergie de la fusion est appelé le critère de Lawson. Le projet European Torus, le plus grand réacteur de fusion de type tokamak dans le monde d`aujourd`hui, étudie le plasma à grande échelle, mais il est encore en deçà des dimensions d`un réacteur de fusion productive exige.

Un projet successeur permanent nommé le réacteur thermonucléaire expérimental international, un effort de recherche combinée associant six pays et l`Union européenne, espère appliquer l`économie d`échelle à la fusion nucléaire. L`intérieur de sa cuve de réacteur sera de 19 mètres (62 pieds) de diamètre, et le navire pèsera 5.000 tonnes. L`Association nucléaire mondiale explique qu`un plus grand navire permet plus de temps de confinement du plasma. D`abord proposé par l`Union soviétique en 1985, ne devrait pas le projet pour générer le plasma jusqu`en 2026.

Contrairement à un rayonnement électromagnétique comme les ondes radio, le rayonnement neutronique prend la forme de particules (neutrons) qui sont capables de faire d`autres matières radioactives, et en changeant leurs propriétés physiques. Neutrons ne portent une charge électrique, de sorte qu`ils ne sont pas limités par des champs magnétiques comme les électrons et les noyaux dans le plasma d`hydrogène. La Commission américaine de réglementation nucléaire explique comment très épais blindage de béton ou de l`eau est nécessaire pour contenir ou absorber le rayonnement neutronique.

Une étude publiée dans le Journal of Minéraux, métaux et matériaux en 2001 décrit comment le rayonnement neutronique dégrade la résistance à la rupture de l`acier utilisé dans les récipients sous pression entourant les cœurs des réacteurs, à travers un processus connu sous irradiation fragilisation. Les cas graves de fracturation peuvent nécessiter un recuit des navires, ou bien la centrale nucléaire peuvent avoir besoin d`être fermé prématurément.