JT-60
Le JT-60 (JAERI - Japan Atomic Energy Research Institute - Tokamak 60) est un tokamak installé au Japon depuis 1985, à l'Institut de la Fusion de Naka, ville de la préfecture d'Ibaraki située au nord de l’aéroport international de Narita.
| JT-60 | |
| Administration | |
|---|---|
| Pays | Japon |
| Préfecture | Ibaraki |
| Ville | Naka |
| Opérateur | Institut de recherche japonais sur l'énergie atomique |
| Spécifications techniques | |
| Type | Tokamak |
| Rayon majeur | 3,4 m |
| Rayon mineur | 1 m |
| Volume de plasma | 90 m³ |
| Champ magnétique | 4 T |
| Puissance de chauffage | 15 MW |
| Temps de confinement | 28,6 s |
| Courant dans le plasma | 3 MA |
| Température du plasma | 520 MK |
| Histoire | |
| Date de mise en service | 1985 - 2010 |
| Suivi par | JT-60SA |
| Divers | |
| Site web | www-jt60.naka.jaea.go.jp/english/index-e.html |
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Cette machine est pour l'essentiel contenue dans un cube de 16 mètres d'arête. Le tore dans lequel le plasma est chauffé a un diamètre minimal de 1 mètre et s'étend sur 2,4 mètres. Il contient 90 m3 de plasma soumis à un champ magnétique de 4 teslas fourni par des bobines supraconductrices. Ce réacteur est équivalent au JET européen.
Résultats obtenus
modifierLe JT 60 a permis la réalisation d'avancées significatives sur la voie de la fusion : un chauffage record des ions (520 millions de degrés) mais surtout un rendement de la réaction supérieur à 1 (1,05 dès 1996, soit 5 % d’énergie produite en plus de celle consommée par le fonctionnement du réacteur, valeur portée à 1,25 en 1998 pendant 1/100 de seconde).
Le , l'Agence japonaise de l'énergie atomique a annoncé que le JT-60 a réussi à maintenir un plasma pendant une durée record de 28,6 secondes.
Ce réacteur est le premier à avoir atteint le « break-even », point au-delà duquel l'énergie produite par fusion est supérieure à l'énergie consommée par le réacteur.
Recherches
modifierLes recherches actuelles au JT60 s’orientent vers une amélioration du rendement des opérations de fusion et, à la suite de la localisation d’ITER à Cadarache, le JT60 devrait recevoir des fonds afin d'être fortement modernisé et amélioré.
Son successeur supraconducteur, plus grand, est le JT60SA construit sur le site de Naka. La construction s’est achevée le , il aura fallu 15 années d'efforts pour finaliser ce tokamak. Le JT60SA a été conduit en partenariats entre l'Europe et le Japon, il est le plus grand tokamak au monde avant la mise en fonction d'ITER.
Évolution JT-60U
modifierAu cours des expériences sur plasma au deutérium (combustible D–D) en 1998, les conditions de plasma auraient atteint le seuil de rentabilité - le point où la puissance produite par les réactions de fusion est égale à la puissance fournie pour faire fonctionner la machine - si le combustible D–D avait été remplacé par un mélange 1:1 de deutérium et de tritium (combustible D – T). JT-60 n'a pas les installations nécessaires pour manipuler le tritium ; seul le tokamak JET au Royaume-Uni dispose de telles installations à partir de 2018. Dans la terminologie de la fusion nucléaire, le JT-60 a atteint des conditions qui, en D–T, auraient fourni un facteur de gain d'énergie de fusion (le rapport de la puissance de fusion à la puissance d'entrée) Q = 1,25[1],[2]. Une réaction de fusion nucléaire autonome nécessiterait une valeur de Q supérieure à 5[3].
En 2005, des tuiles en acier ferritique (ferromagnétique) ont été installées dans l'enceinte à vide pour corriger la structure du champ magnétique et donc réduire la perte d'ions rapides[4],[5]. Le , la JAEA a annoncé que le JT-60 avait atteint une durée de plasma de 28,6 secondes[4]. Le JAEA a utilisé de nouvelles pièces dans le JT-60, ayant amélioré sa capacité à retenir le plasma dans son puissant champ magnétique toroïdal. Le futur objectif principal du JT-60 est de réaliser un fonctionnement en régime permanent à bêta élevé en utilisant de l'acier ferrique à radio-activation réduite dans un régime sans collision.
Évolution JT-60SA
modifierIl était prévu que le JT-60 soit démonté puis mis à niveau vers le modèle JT-60SA en ajoutant des bobines supraconductrices au niobium-titane d'ici 2010. Il est destiné à pouvoir fonctionner avec le même plasma de forme qu'ITER. Le solénoïde central utilisera du niobium-étain (en raison du champ magnétique plus élevé (9 Tesla)).
La construction du tokamak JT-60SA a officiellement commencé en 2013 et s'est achevée au printemps 2020[6]. En , il a créé un champ toroïdal tel qu'attendu, avec un courant de 25,7 kA[7].
Le , le JT-60SA est inauguré et parvient à produire pendant dix secondes le plasma à une température de plus de 15 millions de degrés Celsius. Un volume record de 160 mètres cubes de plasma a été obtenu[8].
Références
modifier- (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « JT-60 » (voir la liste des auteurs).
- ↑ (en) Clery, Daniel., A piece of the sun : the quest for fusion energy (ISBN 978-1-4683-1041-2 et 1-4683-1041-0, OCLC 1128270426, lire en ligne).
- ↑ (en) THE JT-60 TEAM, HIGH PERFORMANCE EXPERIMENTS IN JT-60U REVERSED SHEAR DISCHARGES, 8 p. (lire en ligne).
- ↑ (en) « NSTX Research Program Five Year Plan for 2009-2013 » [PDF], sur nstx-u.pppl.gov (consulté le ).
- 1 2 « News Release - Japan Atomic Energy Agency », sur jaea.go.jp (consulté le ).
- ↑ (en) « Long sustainment of high-confinement, high-pressure plasma in the JT-60 tokamak » [JPG], sur jaea.go.jp (consulté le ).
- ↑ « JT-60SA: World's largest superconducting tokamak completed! Newsletter 113 », National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology, .
- ↑ (en-GB) « 02.03.2021 – JT-60SA successfully reaches its full design toroidal field – JT-60SA »(Archive.org • Wikiwix • Google • Que faire ?) (consulté le ).
- ↑ « Le Japon et l'Europe réussissent un pas crucial vers le Graal de la fusion nucléaire », Les Échos, (lire en ligne)
Liens externes
modifier- (en + ja) Site du JT60
- (en + ja) Caractéristiques du tokamak
- (en + ja) Site du JT-60SA
