La construction scientifique la plus ambitieuse de notre époque. Nous envelopperons le Soleil dans un beignet

ITER - Réacteur Thermonucléaire International (ITER)

La consommation humaine d'énergie augmente chaque année, ce qui pousse le secteur de l'énergie vers un développement actif. Ainsi, avec l'émergence des centrales nucléaires, la quantité d'énergie générée dans le monde a considérablement augmenté, ce qui a permis d'utiliser l'énergie en toute sécurité pour tous les besoins de l'humanité. Par exemple, 72,3 % de l'électricité produite en France provient de centrales nucléaires, en Ukraine - 52,3 %, en Suède - 40,0 %, au Royaume-Uni - 20,4 %, en Russie - 17,1 %. Cependant, la technologie ne reste pas immobile et, afin de répondre aux besoins énergétiques futurs des pays du futur, les scientifiques travaillent sur un certain nombre de solutions. projets innovants, dont ITER - le réacteur expérimental thermonucléaire international (ITER).

Bien que la rentabilité de cette installation soit encore remise en question, selon les travaux de nombreux chercheurs, la création et le développement ultérieur d'une technologie de fusion thermonucléaire contrôlée peuvent aboutir à une source d'énergie puissante et sûre. Examinons quelques-uns des aspects positifs d'une telle installation :

• Le combustible principal d'un réacteur thermonucléaire est l'hydrogène, ce qui signifie des réserves de combustible nucléaire pratiquement inépuisables.
• La production d'hydrogène peut se produire grâce au traitement eau de mer, disponible dans la plupart des pays. Il s’ensuit qu’il ne peut y avoir de monopole sur les ressources en carburant.
• La probabilité d'une explosion d'urgence lors du fonctionnement d'un réacteur thermonucléaire est bien moindre que lors du fonctionnement d'un réacteur nucléaire. Selon les chercheurs, même en cas d'accident, les émissions de rayonnements ne présenteront pas de danger pour la population, ce qui signifie qu'une évacuation n'est pas nécessaire.
• Contrairement aux réacteurs nucléaires, les réacteurs à fusion produisent des déchets radioactifs qui ont courte période demi-vie, c'est-à-dire qu'ils se désintègrent plus rapidement. De plus, il n'y a pas de produits de combustion dans les réacteurs thermonucléaires.
• Un réacteur à fusion ne nécessite pas de matériaux également utilisés pour les armes nucléaires. Cela élimine la possibilité de dissimuler la production d'armes nucléaires en traitant des matériaux pour les besoins d'un réacteur nucléaire.

Réacteur thermonucléaire - vue intérieure

Cependant, il existe également un certain nombre de lacunes techniques auxquelles les chercheurs sont constamment confrontés.

Par exemple, la version actuelle du carburant, présentée sous la forme d’un mélange de deutérium et de tritium, nécessite le développement de nouvelles technologies. Par exemple, à la fin de la première série d'essais sur le réacteur thermonucléaire JET, le plus grand à ce jour, le réacteur est devenu si radioactif qu'il a fallu développer un système de maintenance robotique spécial pour achever l'expérience. Un autre facteur décevant dans le fonctionnement d'un réacteur thermonucléaire est son efficacité - 20 %, tandis que l'efficacité d'une centrale nucléaire est de 33 à 34 % et celle d'une centrale thermique de 40 %.

Création du projet ITER et lancement du réacteur

Le projet ITER remonte à 1985, lorsque l'Union soviétique a proposé la création conjointe d'un tokamak, une chambre toroïdale dotée de bobines magnétiques pouvant contenir du plasma à l'aide d'aimants, créant ainsi les conditions nécessaires à la réaction de fusion thermonucléaire. En 1992, un accord quadripartite sur le développement d'ITER a été signé, auquel étaient parties l'UE, les États-Unis, la Russie et le Japon. En 1994, la République du Kazakhstan a rejoint le projet, en 2001 le Canada, en 2003 la Corée du Sud et la Chine, en 2005 l'Inde. En 2005, le site pour la construction du réacteur a été déterminé - Centre de recherche Pouvoir nucléaire Cadarache, France.

La construction du réacteur a commencé par la préparation d'une fosse pour les fondations. Les paramètres de la fosse étaient donc de 130 x 90 x 17 mètres. L'ensemble du complexe tokamak pèsera 360 000 tonnes, dont 23 000 tonnes pour le tokamak lui-même.

Divers éléments du complexe ITER seront développés et livrés sur le chantier de construction du monde entier. Ainsi, en 2016, une partie des conducteurs des bobines poloïdales a été développée en Russie, qui a ensuite été envoyée en Chine, qui produira elle-même les bobines.

De toute évidence, un travail d'une telle envergure n'est pas du tout facile à organiser : un certain nombre de pays n'ont pas respecté à plusieurs reprises le calendrier du projet, ce qui a entraîné le report constant du lancement du réacteur. Ainsi, selon le message de juin de l’année dernière (2016) : « la réception du premier plasma est prévue pour décembre 2025 ».

Le mécanisme de fonctionnement du tokamak ITER

Le terme « tokamak » vient d'un acronyme russe qui signifie « chambre toroïdale avec bobines magnétiques ».

Le cœur d’un tokamak est sa chambre à vide en forme de tore. À l’intérieur, sous des températures et des pressions extrêmes, l’hydrogène gazeux se transforme en plasma, un gaz chaud chargé électriquement. Comme on le sait, la matière stellaire est représentée par le plasma et les réactions thermonucléaires dans le noyau solaire se produisent précisément dans des conditions de température et de pression élevées. Des conditions similaires pour la formation, la rétention, la compression et le chauffage du plasma sont créées au moyen de bobines magnétiques massives situées autour d'une enceinte à vide. L'influence des aimants limitera le plasma chaud provenant des parois de la cuve.

Avant le début du processus, l’air et les impuretés sont éliminés de la chambre à vide. Les systèmes magnétiques qui aideront à contrôler le plasma sont ensuite chargés et du carburant gazeux est introduit. Lorsqu'un puissant courant électrique traverse le récipient, le gaz est électriquement divisé et devient ionisé (c'est-à-dire que les électrons quittent les atomes) et forme un plasma.

Au fur et à mesure que les particules de plasma sont activées et entrent en collision, elles commencent également à chauffer. Les techniques de chauffage assisté permettent d'amener le plasma à des températures de fusion (150 à 300 millions de °C). Les particules « excitées » à ce point peuvent surmonter leur répulsion électromagnétique naturelle lors d'une collision, ce qui entraîne la libération de grande quantitéénergie.

La conception du tokamak se compose des éléments suivants :

Cuve à vide

(« donut ») est une chambre toroïdale en acier inoxydable. Son grand diamètre est de 19 m, le petit de 6 m et sa hauteur de 11 m. Le volume de la chambre est de 1 400 m 3 et son poids est de plus de 5 000 tonnes. Les parois de l'enceinte à vide sont doubles ; Du liquide de refroidissement circulera entre les parois, qui sera de l'eau distillée. Pour éviter la contamination de l'eau, la paroi intérieure de la chambre est protégée des radiations radioactives à l'aide d'une couverture.

Couverture

(«couverture») – se compose de 440 fragments couvrant surface intérieure appareils photo. superficie totale l'espace banquet fait 700 m2. Chaque fragment est une sorte de cassette dont le corps est en cuivre et la paroi avant est amovible et en béryllium. Les paramètres des cassettes sont de 1 x 1,5 m et la masse ne dépasse pas 4,6 tonnes. De telles cassettes en béryllium ralentiront les neutrons à haute énergie formés lors de la réaction. Pendant la modération neutronique, la chaleur sera libérée et évacuée par le système de refroidissement. Il convient de noter que la poussière de béryllium formée lors du fonctionnement du réacteur peut provoquer une maladie grave appelée béryllium et a également un effet cancérigène. C'est pour cette raison que des mesures de sécurité strictes sont en cours d'élaboration dans le complexe.

Tokamak en coupe. Jaune - solénoïde, orange - aimants à champ toroïdal (TF) et champ poloïdal (PF), bleu - couverture, bleu clair - VV - cuve à vide, violet - divertor

(« cendrier ») de type poloïdal est un dispositif dont la tâche principale est de « nettoyer » le plasma des saletés résultant de l'échauffement et de l'interaction avec lui des parois de la chambre recouvertes d'une couverture. Lorsque ces contaminants pénètrent dans le plasma, ils commencent à rayonner intensément, entraînant des pertes de rayonnement supplémentaires. Il est situé au fond du tokomak et utilise des aimants pour diriger les couches supérieures de plasma (les plus contaminées) dans la chambre de refroidissement. Ici, le plasma se refroidit et se transforme en gaz, après quoi il est pompé hors de la chambre. La poussière de béryllium, après avoir pénétré dans la chambre, est pratiquement incapable de retourner dans le plasma. Ainsi, la contamination plasmatique reste uniquement en surface et ne pénètre pas plus profondément.

Cryostat

- le plus gros composant du tokomak, qui est une coque en acier inoxydable d'un volume de 16 000 m 2 (29,3 x 28,6 m) et d'une masse de 3 850 tonnes. D'autres éléments du système seront situés à l'intérieur du cryostat, et il sert lui-même comme barrière entre le tokamak et environnement externe. Sur ses parois intérieures se trouveront des écrans thermiques refroidis par circulation d'azote à une température de 80 K (-193,15 °C).

Système magnétique

– un ensemble d'éléments qui servent à contenir et à contrôler le plasma à l'intérieur d'une enceinte à vide. C'est un ensemble de 48 éléments :

• Les bobines de champ toroïdal sont situées à l'extérieur de la chambre à vide et à l'intérieur du cryostat. Présentées en 18 pièces mesurant chacune 15 x 9 m et pesant environ 300 tonnes, ces bobines génèrent ensemble un champ magnétique de 11,8 Tesla autour du tore du plasma et emmagasinent une énergie de 41 GJ.
• Bobines de champ poloïdal – situées au-dessus des bobines de champ toroïdal et à l'intérieur du cryostat. Ces bobines sont chargées de générer un champ magnétique qui sépare la masse de plasma des parois de la chambre et comprime le plasma pour un chauffage adiabatique. Le nombre de ces bobines est de 6. Deux d'entre elles ont un diamètre de 24 m et une masse de tonnes 400. Les quatre autres sont un peu plus petites.
• Le solénoïde central est situé dans la partie intérieure de la chambre toroïdale, ou plutôt dans le « trou du beignet ». Le principe de son fonctionnement est similaire à celui d'un transformateur et sa tâche principale est d'exciter un courant inductif dans le plasma.
• Les bobines de correction sont situées à l’intérieur de la cuve à vide, entre la couverture et la paroi de la chambre. Leur tâche est de maintenir la forme du plasma, capable de « gonfler » localement et même de toucher les parois du vaisseau. Permet de réduire le niveau d'interaction des parois de la chambre avec le plasma, et donc le niveau de sa contamination, et réduit également l'usure de la chambre elle-même.

Structure du complexe ITER

La conception du tokamak décrite ci-dessus « en un mot » est un mécanisme innovant très complexe, assemblé grâce aux efforts de plusieurs pays. Cependant, pour son plein fonctionnement, tout un complexe de bâtiments situés à proximité du tokamak est nécessaire. Parmi eux:

• Système de contrôle, d’accès aux données et de communication – CODAC. Situé dans plusieurs bâtiments du complexe ITER.
• Stockage de carburant et système de carburant - sert à livrer du carburant au tokamak.
• Système de vide - se compose de plus de quatre cents pompes à vide dont la tâche est de pomper les produits de réaction thermonucléaire, ainsi que divers contaminants de la chambre à vide.
• Système cryogénique – représenté par un circuit d’azote et d’hélium. Le circuit d'hélium va normaliser la température dans le tokamak dont le travail (et donc la température) ne se fait pas en continu, mais par impulsions. Le circuit d'azote refroidira les écrans thermiques du cryostat et le circuit d'hélium lui-même. Il y aura également un système de refroidissement par eau, destiné à abaisser la température des murs de la couverture.
• Source de courant. Le tokamak nécessitera environ 110 MW d’énergie pour fonctionner en continu. Pour y parvenir, des lignes électriques d’un kilomètre de long seront installées et connectées au réseau industriel français. Il convient de rappeler que l'installation expérimentale ITER ne assure pas la production d'énergie, mais fonctionne uniquement dans un but scientifique.

Financement ITER

Réacteur thermonucléaire international ITER – ça suffit événement coûteux, initialement estimé à 12 milliards de dollars, la Russie, les États-Unis, la Corée, la Chine et l'Inde représentant 1/11 du montant, le Japon 2/11 et l'UE 4/11. Ce montant est ensuite passé à 15 milliards de dollars. Il est à noter que le financement s'effectue par la fourniture des équipements nécessaires au complexe, développés dans chaque pays. Ainsi, la Russie fournit des couvertures, des appareils de chauffage au plasma et des aimants supraconducteurs.

Perspective du projet

DANS ce moment Le complexe ITER est en cours de construction et tous les composants nécessaires au tokamak sont en cours de production. Après le lancement prévu du tokamak en 2025, une série d'expérimentations débutera, sur la base des résultats desquelles seront notés les aspects à améliorer. Après une entrée réussie dans construction d'ITER Il est prévu de construire une centrale électrique basée sur la fusion thermonucléaire appelée DEMO (DEMOnstration Power Plant). L'objectif de DEMo est de démontrer ce que l'on appelle « l'attrait commercial » de l'énergie de fusion. Si ITER est capable de générer seulement 500 MW d’énergie, alors DEMO sera capable de générer en continu une énergie de 2 GW.

Il convient toutefois de garder à l’esprit que l’installation expérimentale ITER ne produira pas d’énergie et que son objectif est d’obtenir des bénéfices purement scientifiques. Et comme tu le sais, l'un ou l'autre expérience physique peut non seulement être à la hauteur des attentes, mais aussi apporter de nouvelles connaissances et expériences à l'humanité.

L'humanité se rapproche progressivement de la frontière de l'épuisement irréversible des ressources terrestres en hydrocarbures. Nous extrayons du pétrole, du gaz et du charbon des entrailles de la planète depuis près de deux siècles, et il est déjà clair que leurs réserves s'épuisent à une vitesse fulgurante. Les principaux pays du monde réfléchissent depuis longtemps à la création d'une nouvelle source d'énergie, respectueuse de l'environnement, sûre du point de vue de son fonctionnement, dotée d'énormes réserves de carburant.

Réacteur à fusion

Aujourd'hui, on parle beaucoup de l'utilisation de types d'énergie dits alternatifs - des sources renouvelables sous forme de photovoltaïque, d'énergie éolienne et d'hydroélectricité. Il est évident qu'en raison de leurs propriétés, ces directions ne peuvent servir que de sources auxiliaires d'approvisionnement en énergie.

Comme perspective à long terme pour l’humanité, seule une énergie basée sur des réactions nucléaires peut être envisagée.

D’une part, de plus en plus d’États s’intéressent à la construction de réacteurs nucléaires sur leur territoire. Mais le traitement et l’élimination des déchets radioactifs restent un problème urgent pour l’énergie nucléaire, ce qui affecte les indicateurs économiques et environnementaux. Au milieu du XXe siècle, les plus grands physiciens du monde, à la recherche de nouveaux types d'énergie, se sont tournés vers la source de la vie sur Terre - le Soleil, au fond duquel, à une température d'environ 20 millions de degrés, des réactions de synthèse (fusion) d’éléments légers s’effectuent avec libération d’une énergie colossale.

Les spécialistes nationaux ont été les mieux placés pour développer une installation permettant de mettre en œuvre des réactions de fusion nucléaire dans des conditions terrestres. Les connaissances et l'expérience dans le domaine de la fusion thermonucléaire contrôlée (CTF), acquises en Russie, ont constitué la base du projet, qui est, sans exagération, l'espoir énergétique de l'humanité - le réacteur thermonucléaire expérimental international (ITER), en cours de réalisation. construit à Cadarache (France).

Histoire de la fusion thermonucléaire

Les premières recherches thermonucléaires ont commencé dans les pays travaillant sur leur nucléaire programme de défense. Cela n'est pas surprenant, car à l'aube de l'ère atomique, l'objectif principal de l'apparition des réacteurs à plasma de deutérium était la recherche. processus physiques dans le plasma chaud, dont la connaissance était nécessaire, entre autres, à la création d'armes thermonucléaires. Selon des données déclassifiées, l’URSS et les États-Unis ont commencé presque simultanément dans les années 1950. travailler sur l'UTS. Mais, en même temps, il existe des preuves historiques selon lesquelles, dès 1932, le vieux régime révolutionnaire et ami proche Le leader du prolétariat mondial, Nikolaï Boukharine, qui occupait alors le poste de président du comité du Conseil économique suprême et suivait le développement de la science soviétique, a proposé de lancer dans le pays un projet visant à étudier les réactions thermonucléaires contrôlées.

L’histoire du projet thermonucléaire soviétique n’est pas sans faits amusants. Le futur académicien célèbre et créateur de la bombe à hydrogène, Andrei Dmitrievich Sakharov, s'est inspiré de l'idée de l'isolation thermique magnétique du plasma à haute température à partir d'une lettre d'un soldat armée soviétique. En 1950, le sergent Oleg Lavrentyev, qui a servi à Sakhaline, a été envoyé au Comité central de l'Union parti communiste une lettre dans laquelle il proposait d'utiliser dans Bombe à hydrogène du deutéride de lithium-6 au lieu du deutérium et du tritium liquéfiés, et crée également un système de confinement électrostatique du plasma chaud pour une fusion thermonucléaire contrôlée. La lettre a été examinée par le jeune scientifique Andrei Sakharov, qui a écrit dans sa critique qu'il "estime nécessaire d'avoir une discussion détaillée du projet du camarade Lavrentiev".

Déjà en octobre 1950, Andrei Sakharov et son collègue Igor Tamm faisaient les premières estimations d'un réacteur thermonucléaire magnétique (MTR). La première installation toroïdale à forte résistance longitudinale champ magnétique, basé sur les idées de I. Tamm et A. Sakharov, a été construit en 1955 à LIPAN. Il s'appelait TMP - un tore avec un champ magnétique. Les installations ultérieures étaient déjà appelées TOKAMAK, d'après la combinaison des syllabes initiales dans la phrase « TORIDAL CHAMBER MAGNETIC COIL ». Dans sa version classique, un tokamak est une chambre toroïdale en forme de beignet placée dans un champ magnétique toroïdal. De 1955 à 1966 À l'Institut Kurchatov, 8 installations de ce type ont été construites, sur lesquelles de nombreuses études différentes ont été réalisées. Si avant 1969, un tokamak n'était construit en dehors de l'URSS qu'en Australie, alors au cours des années suivantes, ils ont été construits dans 29 pays, dont les États-Unis, le Japon, les pays européens, l'Inde, la Chine, le Canada, la Libye et l'Égypte. Au total, environ 300 tokamaks ont été construits à ce jour dans le monde, dont 31 en URSS et en Russie, 30 aux États-Unis, 32 en Europe et 27 au Japon. En fait, trois pays – l’URSS, la Grande-Bretagne et les États-Unis – étaient engagés dans une compétition tacite pour savoir qui serait le premier à exploiter le plasma et à commencer réellement à produire de l’énergie « à partir de l’eau ».

L'avantage le plus important d'un réacteur thermonucléaire est la réduction du risque biologique radiologique d'environ mille fois par rapport à tous les réacteurs nucléaires modernes.

Un réacteur thermonucléaire n’émet pas de CO2 et ne produit pas de déchets radioactifs « lourds ». Ce réacteur peut être placé n'importe où, n'importe où.

Une étape d'un demi-siècle

En 1985, l'académicien Evgeniy Velikhov, au nom de l'URSS, a proposé que des scientifiques d'Europe, des États-Unis et du Japon travaillent ensemble pour créer un réacteur thermonucléaire, et déjà en 1986 à Genève, un accord a été conclu sur la conception de l'installation, qui plus tard a reçu le nom d'ITER. En 1992, les partenaires ont signé un accord quadripartite pour développer une conception technique du réacteur. La première étape de la construction devrait être achevée d'ici 2020, date à laquelle il est prévu de recevoir le premier plasma. En 2011, de véritables travaux de construction ont débuté sur le site d'ITER.

La conception d’ITER suit le tokamak russe classique, développé dans les années 1960. Il est prévu qu'au premier étage le réacteur fonctionnera en mode pulsé avec une puissance de réactions thermonucléaires de 400 à 500 MW, au deuxième étage le fonctionnement continu du réacteur, ainsi que le système de reproduction du tritium, seront testés .

Ce n'est pas pour rien que le réacteur ITER est appelé l'avenir énergétique de l'humanité. D’abord, il s’agit du plus grand projet scientifique au monde, car en France il est construit par la quasi-totalité du monde : l’UE + la Suisse, la Chine, l’Inde, le Japon, la Corée du Sud, la Russie et les États-Unis y participent. L'accord sur la construction de l'installation a été signé en 2006. Les pays européens contribuent à environ 50 % du financement du projet, la Russie représente environ 10 % du montant total, qui sera investi sous forme d'équipements de haute technologie. Mais la contribution la plus importante de la Russie réside dans la technologie tokamak elle-même, qui constitue la base du réacteur ITER.

Deuxièmement, ce sera la première tentative à grande échelle d’utiliser la réaction thermonucléaire qui se produit dans le Soleil pour produire de l’électricité. Troisièmement, ces travaux scientifiques devraient apporter des résultats très pratiques et, d'ici la fin du siècle, le monde attend l'apparition du premier prototype de centrale thermonucléaire commerciale.

Les scientifiques supposent que le premier plasma du réacteur thermonucléaire expérimental international sera produit en décembre 2025.

Pourquoi la communauté scientifique mondiale tout entière a-t-elle commencé à construire un tel réacteur ? Le fait est que de nombreuses technologies qui devraient être utilisées dans la construction d’ITER n’appartiennent pas à tous les pays à la fois. Un État, même le plus développé en termes scientifiques et techniques, ne peut pas disposer immédiatement d'une centaine de technologies du plus haut niveau mondial dans tous les domaines technologiques, utilisées dans un projet aussi high-tech et révolutionnaire qu'un réacteur thermonucléaire. Mais ITER regroupe des centaines de technologies similaires.

La Russie dépasse le niveau mondial dans de nombreuses technologies de fusion thermonucléaire. Mais, par exemple, les scientifiques nucléaires japonais possèdent également des compétences uniques dans ce domaine, qui sont tout à fait applicables dans ITER.

Par conséquent, dès le début du projet, les pays partenaires sont parvenus à des accords sur qui et quoi serait fourni sur le site, et sur le fait qu'il ne s'agissait pas seulement d'une coopération en ingénierie, mais d'une opportunité pour chacun des partenaires de recevoir de nouvelles technologies. des autres participants, afin de pouvoir les développer vous-même à l'avenir.

Andrey Retinger, journaliste international

Comment tout cela a-t-il commencé? Le « défi énergétique » est né de la combinaison des trois facteurs suivants :

1. L’humanité consomme désormais une énorme quantité d’énergie.

Actuellement, la consommation énergétique mondiale est d'environ 15,7 térawatts (TW). En divisant cette valeur par la population mondiale, nous obtenons environ 2 400 watts par personne, ce qui peut être facilement estimé et visualisé. L'énergie consommée par chaque habitant de la Terre (y compris les enfants) correspond au fonctionnement 24 heures sur 24 de lampes électriques de cent watts. Cependant, la consommation de cette énergie à travers la planète est très inégale, car elle est très importante dans plusieurs pays et négligeable dans d’autres. La consommation (par personne) est égale à 10,3 kW aux États-Unis (une des valeurs records), à 6,3 kW en Fédération de Russie, à 5,1 kW au Royaume-Uni, etc., mais en revanche, elle est égale seulement 0,21 kW au Bangladesh (seulement 2 % de la consommation énergétique américaine !).

2. La consommation mondiale d’énergie augmente considérablement.

Selon l’Agence internationale de l’énergie (2006), la consommation mondiale d’énergie devrait augmenter de 50 % d’ici 2030. Les pays développés, bien sûr, pourrait très bien se passer d’énergie supplémentaire, mais cette croissance est nécessaire pour sortir la population des pays en développement de la pauvreté, où 1,5 milliard de personnes souffrent de graves pénuries d’énergie. énergie électrique.

3. Actuellement, 80 % de l'énergie mondiale provient de la combustion de combustibles fossiles(pétrole, charbon et gaz), dont l'utilisation :

a) présente potentiellement un risque de changements environnementaux catastrophiques ;

b) doit inévitablement se terminer un jour.

D'après ce qui a été dit, il est clair que nous devons désormais nous préparer à la fin de l'ère de l'utilisation des combustibles fossiles.

Actuellement, les centrales nucléaires produisent à grande échelle l’énergie libérée lors des réactions de fission des noyaux atomiques. La création et le développement de telles centrales doivent être encouragés par tous les moyens possibles, mais il faut tenir compte du fait que les réserves de l'un des matériaux les plus importants pour leur fonctionnement (l'uranium bon marché) peuvent également être complètement épuisées au cours des 50 prochaines années. . Les possibilités de l’énergie nucléaire basée sur la fission peuvent (et devraient) être considérablement élargies grâce à l’utilisation de cycles énergétiques plus efficaces, permettant de presque doubler la quantité d’énergie produite. Pour développer l'énergie dans cette direction, il est nécessaire de créer des réacteurs à thorium (appelés réacteurs surgénérateurs de thorium ou réacteurs surgénérateurs), dans lesquels la réaction produit plus de thorium que l'uranium d'origine, de sorte que la quantité totale d'énergie produite pour une quantité donnée de substance, elle est multipliée par 40. Il semble également prometteur de créer des surgénérateurs de plutonium utilisant des neutrons rapides, bien plus efficaces que les réacteurs à uranium et capables de produire 60 fois plus d'énergie. Il se peut que pour développer ces zones, il soit nécessaire de développer de nouvelles méthodes non standards d'obtention de l'uranium (par exemple à partir de l'eau de mer, qui semble être la plus accessible).

Centrales électriques à fusion

La figure montre un diagramme schématique (pas à l'échelle) du dispositif et du principe de fonctionnement d'une centrale thermonucléaire. Dans la partie centrale se trouve une chambre toroïdale (en forme de beignet) d'un volume d'environ 2 000 m3, remplie de plasma tritium-deutérium (T-D) chauffé à une température supérieure à 100 M°C. Les neutrons produits lors de la réaction de fusion (1) sortent de la « bouteille magnétique » et pénètrent dans la coque représentée sur la figure d'une épaisseur d'environ 1 m.

À l’intérieur de la coquille, les neutrons entrent en collision avec des atomes de lithium, entraînant une réaction qui produit du tritium :

neutron + lithium → hélium + tritium

De plus, des réactions concurrentes se produisent dans le système (sans formation de tritium), ainsi que de nombreuses réactions avec libération de neutrons supplémentaires, qui conduisent alors également à la formation de tritium (dans ce cas, la libération de neutrons supplémentaires peut être considérablement amélioré, par exemple, en introduisant des atomes de béryllium dans la coque et du plomb). La conclusion générale est que cette installation pourrait (du moins en théorie) subir une réaction de fusion nucléaire qui produirait du tritium. Dans ce cas, la quantité de tritium produite devrait non seulement répondre aux besoins de l'installation elle-même, mais aussi être encore un peu plus importante, ce qui permettra d'alimenter de nouvelles installations en tritium. C'est ce concept de fonctionnement qui doit être testé et mis en œuvre dans le réacteur ITER décrit ci-dessous.

De plus, les neutrons doivent chauffer la coque dans des installations dites pilotes (dans lesquelles des matériaux de construction relativement « ordinaires » seront utilisés) à environ 400°C. À l'avenir, il est prévu de créer des installations améliorées avec une température de chauffage de la coque supérieure à 1 000 °C, ce qui pourra être obtenu grâce à l'utilisation des derniers matériaux à haute résistance (tels que les composites en carbure de silicium). La chaleur générée dans la calandre, comme dans les stations classiques, est captée par le circuit de refroidissement primaire avec un liquide de refroidissement (contenant par exemple de l'eau ou de l'hélium) et transférée au circuit secondaire, où de la vapeur d'eau est produite et fournie aux turbines.

1985 - L'Union soviétique propose la centrale Tokamak de nouvelle génération, en s'appuyant sur l'expérience de quatre pays leaders dans la création de réacteurs à fusion. Les États-Unis d'Amérique, le Japon et la Communauté européenne ont présenté une proposition pour la mise en œuvre du projet.

Actuellement, en France, est en construction le réacteur thermonucléaire expérimental international ITER (International Tokamak Experimental Reactor), décrit ci-dessous, qui sera le premier tokamak capable « d'enflammer » du plasma.

Les installations tokamak existantes les plus avancées ont depuis longtemps atteint des températures de l'ordre de 150 M°C, proches des valeurs requises pour le fonctionnement d'une station de fusion, mais le réacteur ITER devrait être la première centrale électrique à grande échelle conçue pour longtemps -opération à terme. A l'avenir, il faudra améliorer significativement ses paramètres de fonctionnement, ce qui nécessitera tout d'abord d'augmenter la pression dans le plasma, puisque la vitesse de fusion nucléaire à une température donnée est proportionnelle au carré de la pression. Le principal problème scientifique dans ce cas est lié au fait que lorsque la pression dans le plasma augmente, des instabilités très complexes et dangereuses apparaissent, c'est-à-dire des modes de fonctionnement instables.

Pourquoi avons nous besoin de ça?

Le principal avantage de la fusion nucléaire est qu’elle ne nécessite que de très petites quantités de substances très courantes dans la nature comme combustible. La réaction de fusion nucléaire dans les installations décrites peut conduire à la libération d'une énorme quantité d'énergie, dix millions de fois supérieure au dégagement de chaleur standard lors d'une réaction conventionnelle. réactions chimiques(comme brûler des combustibles fossiles). A titre de comparaison, rappelons que la quantité de charbon nécessaire pour alimenter une centrale thermique d'une capacité de 1 gigawatt (GW) est de 10 000 tonnes par jour (dix wagons), et qu'une centrale à fusion de même puissance ne consommera qu'environ 1 kilogramme du mélange D+T par jour .

Le deutérium est un isotope stable de l'hydrogène ; Dans environ une molécule d’eau ordinaire sur 3 350, l’un des atomes d’hydrogène est remplacé par du deutérium (un héritage du Big Bang). Ce fait facilite l'organisation d'une production relativement bon marché de la quantité requise de deutérium à partir de l'eau. Il est plus difficile d'obtenir du tritium, qui est instable (demi-vie est d'environ 12 ans, de sorte que sa teneur dans la nature est négligeable), cependant, comme indiqué ci-dessus, le tritium apparaîtra directement à l'intérieur de l'installation thermonucléaire pendant le fonctionnement, en raison de la réaction des neutrons avec le lithium.

Ainsi, le combustible initial d’un réacteur à fusion est le lithium et l’eau. Le lithium est un métal commun largement utilisé dans appareils ménagers(en piles pour téléphones portables et ainsi de suite.). L'installation décrite ci-dessus, même en tenant compte d'un rendement non idéal, sera capable de produire 200 000 kWh d'énergie électrique, ce qui équivaut à l'énergie contenue dans 70 tonnes de charbon. La quantité de lithium nécessaire à cet effet est contenue dans une batterie d'ordinateur et la quantité de deutérium est contenue dans 45 litres d'eau. La valeur ci-dessus correspond consommation moderneélectricité (calculée par personne) dans les pays de l’UE sur 30 ans. Le fait même qu'une quantité aussi insignifiante de lithium puisse assurer la production d'une telle quantité d'électricité (sans émissions de CO2 et sans la moindre pollution atmosphérique) est un argument assez sérieux en faveur du développement le plus rapide et le plus vigoureux de l'énergie thermonucléaire (malgré tous les difficultés et problèmes) et même sans confiance à cent pour cent dans le succès d'une telle recherche.

Le deutérium devrait durer des millions d'années et les réserves de lithium, facilement exploitables, sont suffisantes pour répondre aux besoins pendant des centaines d'années. Même si les réserves de lithium sont rochers s'épuise, nous pouvons l'extraire de l'eau, où il se trouve à une concentration suffisamment élevée (100 fois la concentration de l'uranium) pour rendre son extraction économiquement réalisable.

Un réacteur thermonucléaire expérimental (Réacteur thermonucléaire expérimental international) est en cours de construction près de la ville de Cadarache en France. L'objectif principal du projet ITER est de mettre en œuvre une réaction de fusion thermonucléaire contrôlée à l'échelle industrielle.

Par unité de poids de combustible thermonucléaire, on obtient environ 10 millions de fois plus d'énergie qu'en brûlant la même quantité de combustible organique, et environ cent fois plus qu'en divisant les noyaux d'uranium dans les réacteurs des centrales nucléaires actuellement en activité. Si les calculs des scientifiques et des concepteurs se réalisent, cela donnera à l'humanité une source d'énergie inépuisable.

Par conséquent, un certain nombre de pays (Russie, Inde, Chine, Corée, Kazakhstan, États-Unis, Canada, Japon, pays de l'Union européenne) ont uni leurs forces pour créer le réacteur thermonucléaire international de recherche, un prototype de nouvelles centrales électriques.

ITER est une installation qui crée les conditions nécessaires à la synthèse d'atomes d'hydrogène et de tritium (un isotope de l'hydrogène), aboutissant à la formation d'un nouvel atome, l'atome d'hélium. Ce processus s’accompagne d’une énorme explosion d’énergie : la température du plasma dans lequel se produit la réaction thermonucléaire est d’environ 150 millions de degrés Celsius (à titre de comparaison, la température du noyau du Soleil est de 40 millions de degrés). Dans ce cas, les isotopes brûlent, ne laissant pratiquement aucun déchet radioactif.

Le schéma de participation au projet international prévoit la fourniture des composants du réacteur et le financement de sa construction. En échange de cela, chacun des pays participants bénéficie d'un accès complet à toutes les technologies permettant de créer un réacteur thermonucléaire et aux résultats de tous les travaux expérimentaux sur ce réacteur, qui serviront de base à la conception de réacteurs thermonucléaires de puissance en série.

Le réacteur, basé sur le principe de la fusion thermonucléaire, ne produit aucun rayonnement radioactif et est totalement sûr pour environnement. Il peut être situé presque n’importe où dans le monde et son combustible est de l’eau ordinaire. La construction d'ITER devrait durer environ dix ans, après quoi le réacteur devrait être utilisé pendant 20 ans.

Les intérêts de la Russie au Conseil de l'Organisation internationale pour la construction du réacteur thermonucléaire ITER dans les années à venir seront représentés par le membre correspondant de l'Académie des sciences de Russie Mikhaïl Kovalchuk - directeur de l'Institut Kurchatov, Institut de cristallographie de l'Académie de Russie de Secrétaire scientifique et scientifique du Conseil présidentiel pour la science, la technologie et l'éducation. Kovalchuk remplacera temporairement à ce poste l'académicien Evgeniy Velikhov, élu président pour les deux prochaines années. conseil international ITER et n'a pas le droit de combiner ce poste avec les fonctions de représentant officiel d'un pays participant.

Le coût total de la construction est estimé à 5 milliards d'euros, et le même montant sera nécessaire pour l'essai d'exploitation du réacteur. Les actions de l'Inde, de la Chine, de la Corée, de la Russie, des États-Unis et du Japon représentent chacune environ 10 pour cent de la valeur totale, dont 45 pour cent proviennent des pays de l'Union européenne. Cependant, pour l'instant États européens ils n’étaient pas d’accord sur la manière exacte dont les coûts seraient répartis entre eux. Pour cette raison, le début des travaux a été reporté à avril 2010. Malgré le dernier retard, les scientifiques et les responsables impliqués dans ITER affirment qu'ils seront en mesure d'achever le projet d'ici 2018.

La puissance thermonucléaire estimée d’ITER est de 500 mégawatts. Les pièces individuelles des aimants atteignent un poids de 200 à 450 tonnes. Pour refroidir ITER, il faudra 33 000 mètres cubes d'eau par jour.

En 1998, les États-Unis ont cessé de financer leur participation au projet. Après l’arrivée au pouvoir des Républicains et le début des pannes d’électricité en Californie, l’administration Bush a annoncé une augmentation des investissements dans l’énergie. Les États-Unis n’avaient pas l’intention de participer au projet international et étaient engagés dans leur propre projet thermonucléaire. Début 2002, le conseiller technologique du président Bush, John Marburger III, a déclaré que les États-Unis avaient changé d'avis et avaient l'intention de revenir sur le projet.

Le projet est comparable en nombre de participants à un autre grand projet international projet scientifique- International station spatiale. Le coût d'ITER, qui atteignait auparavant 8 milliards de dollars, s'élevait alors à moins de 4 milliards. À la suite du retrait des États-Unis de la participation, il a été décidé de réduire la puissance du réacteur de 1,5 GW à 500 MW. En conséquence, le prix du projet a également diminué.

En juin 2002, le colloque « ITER Days in Moscou » s'est tenu dans la capitale russe. Il a discuté des problèmes théoriques, pratiques et organisationnels liés à la relance d'un projet dont le succès peut changer le destin de l'humanité et lui donner le nouveau genreénergie, comparable en efficacité et en économie uniquement à l’énergie du Soleil.

En juillet 2010, les représentants des pays participant au projet international de réacteur thermonucléaire ITER ont approuvé son budget et son calendrier de construction lors d'une réunion extraordinaire tenue à Cadarache, en France. Le rapport de la réunion est disponible ici.

Lors de la dernière réunion extraordinaire, les participants au projet ont approuvé la date de début des premières expériences avec le plasma - 2019. Des expériences complètes sont prévues pour mars 2027, bien que la direction du projet ait demandé à des spécialistes techniques d'essayer d'optimiser le processus et de commencer les expériences en 2026. Les participants à la réunion ont également décidé des coûts de construction du réacteur, mais les montants prévus pour la création de l'installation n'ont pas été divulgués. Selon les informations reçues par l'éditeur du portail ScienceNOW de source anonyme, au moment du début des expériences, le coût du projet ITER pourrait atteindre 16 milliards d'euros.

La réunion de Cadarache a également marqué le premier jour de travail officiel du nouveau directeur du projet, le physicien japonais Osamu Motojima. Avant lui, le projet était dirigé depuis 2005 par le Japonais Kaname Ikeda, qui souhaitait quitter son poste immédiatement après l'approbation du budget et des délais de construction.

Le réacteur à fusion ITER est un projet conjoint de l'Union européenne, de la Suisse, du Japon, des États-Unis, de la Russie, de la Corée du Sud, de la Chine et de l'Inde. L'idée de créer ITER est à l'étude depuis les années 80 du siècle dernier, cependant, en raison de difficultés financières et techniques, le coût du projet ne cesse de croître et la date de début de la construction est constamment reportée. En 2009, les experts s'attendaient à ce que les travaux de création du réacteur commencent en 2010. Plus tard, cette date a été déplacée et d'abord 2018, puis 2019 ont été désignées comme date de lancement du réacteur.

Les réactions de fusion thermonucléaire sont des réactions de fusion de noyaux d'isotopes légers pour former un noyau plus lourd, qui s'accompagnent d'une énorme libération d'énergie. En théorie, les réacteurs à fusion peuvent produire beaucoup d’énergie à faible coût, mais à l’heure actuelle, les scientifiques dépensent beaucoup plus d’énergie et d’argent pour démarrer et entretenir la réaction de fusion.

La fusion est bon marché et respectueuse de l'environnement moyen sûr production d'énergie. Une fusion thermonucléaire incontrôlée se produit sur le Soleil depuis des milliards d'années : l'hélium est formé à partir de l'isotope lourd de l'hydrogène, le deutérium. Cela libère une quantité colossale d’énergie. Cependant, les humains sur Terre n’ont pas encore appris à contrôler de telles réactions.

Le réacteur ITER utilisera des isotopes d'hydrogène comme combustible. Lors d’une réaction thermonucléaire, de l’énergie est libérée lorsque des atomes légers se combinent en atomes plus lourds. Pour y parvenir, le gaz doit être chauffé à une température de plus de 100 millions de degrés, soit bien plus élevée que la température au centre du Soleil. Le gaz à cette température se transforme en plasma. Dans le même temps, les atomes d'isotopes d'hydrogène fusionnent et se transforment en atomes d'hélium avec libération de grande quantité neutrons. Une centrale électrique fonctionnant selon ce principe utilisera l'énergie de neutrons ralentis par une couche de matériau dense (lithium).

Pourquoi la création d'installations thermonucléaires a-t-elle pris autant de temps ?

Pourquoi des installations aussi importantes et précieuses, dont les avantages sont discutés depuis près d'un demi-siècle, n'ont-elles pas encore été créées ? Il existe trois raisons principales (discutées ci-dessous), dont la première peut être qualifiée d'externe ou sociale, et les deux autres - internes, c'est-à-dire déterminées par les lois et les conditions du développement de l'énergie thermonucléaire elle-même.

1. Pendant longtemps on pensait que le problème de l'utilisation pratique de l'énergie de fusion thermonucléaire ne nécessitait pas de décisions et d'actions urgentes, puisque dans les années 80 du siècle dernier, les sources de combustibles fossiles semblaient inépuisables et que les problèmes environnementaux et le changement climatique ne préoccupaient pas le public. En 1976, le Comité consultatif sur l'énergie de fusion du Département américain de l'énergie a tenté d'estimer le calendrier de la R&D et d'une centrale électrique à fusion de démonstration à différentes options financement de la recherche. Dans le même temps, il a été découvert que le volume de financement annuel pour la recherche dans ce sens est totalement insuffisant, et tout en maintenant niveau existant allocations, la création d'installations thermonucléaires ne réussira jamais, puisque les fonds alloués ne correspondent même pas au niveau minimum critique.

2. Un obstacle plus sérieux au développement de la recherche dans ce domaine est qu'une installation thermonucléaire du type en question ne peut être créée et démontrée à petite échelle. A partir des explications présentées ci-dessous, il apparaîtra clairement que la fusion thermonucléaire nécessite non seulement un confinement magnétique du plasma, mais également un échauffement suffisant de celui-ci. Le rapport entre l'énergie dépensée et reçue augmente au moins proportionnellement au carré des dimensions linéaires de l'installation, de sorte que les capacités scientifiques et techniques et les avantages des installations thermonucléaires ne peuvent être testés et démontrés que dans des stations assez grandes, telles comme le réacteur ITER mentionné. La société n’était tout simplement pas prête à financer des projets d’une telle envergure tant qu’elle n’avait pas suffisamment confiance dans leur réussite.

3. Le développement de l'énergie thermonucléaire a été très nature complexe, cependant (malgré un financement insuffisant et des difficultés dans le choix des centres pour la création des installations JET et ITER) en dernières années Il y a des progrès évidents, même si une station fonctionnelle n’a pas encore été créée.

Le monde moderne est confronté à un défi énergétique très grave, que l’on peut plus précisément qualifier de « crise énergétique incertaine ». Le problème est lié au fait que les réserves de combustibles fossiles pourraient s’épuiser dans la seconde moitié de ce siècle. De plus, la combustion de combustibles fossiles peut conduire à la nécessité de lier et de « sauvegarder » d’une manière ou d’une autre les émissions rejetées dans l’atmosphère. gaz carbonique(le programme CCS mentionné ci-dessus) pour prévenir de graves changements dans le climat de la planète.

Actuellement, presque toute l'énergie consommée par l'humanité est créée par la combustion de combustibles fossiles, et la solution au problème pourrait être associée à l'utilisation de énergie solaire ou encore l'énergie nucléaire (création de réacteurs surgénérateurs à neutrons rapides, etc.). Problème mondial, motivée par la population croissante des pays en développement et leur besoin d'améliorer le niveau de vie et d'augmenter la quantité d'énergie produite, ne peut être résolue uniquement sur la base des approches envisagées, même si, bien entendu, toute tentative visant à développer des méthodes alternatives de production d'énergie devrait être encouragé.

À proprement parler, le choix des stratégies comportementales est restreint et le développement de l'énergie thermonucléaire est extrêmement important, même en l'absence de garantie de succès. Le journal Financial Times (daté du 25 janvier 2004) a écrit à ce sujet :

«Même si les coûts du projet ITER dépassent largement l'estimation initiale, il est peu probable qu'ils atteignent le niveau d'un milliard de dollars par an. Ce niveau de dépenses doit être considéré comme un prix très modeste à payer pour une opportunité très raisonnable de créer une nouvelle source d'énergie pour toute l'humanité, d'autant plus que dès ce siècle, nous devrons inévitablement abandonner l'habitude du gaspillage. et la combustion imprudente des combustibles fossiles.

Espérons qu'il n'y aura pas de surprises majeures et inattendues sur le chemin du développement de l'énergie thermonucléaire. Dans ce cas, dans environ 30 ans, nous pourrons pour la première fois alimenter en courant électrique les réseaux énergétiques, et dans un peu plus de 10 ans, la première centrale thermonucléaire commerciale commencera à fonctionner. Il est possible que dans la seconde moitié de ce siècle, l’énergie de fusion nucléaire commence à remplacer les combustibles fossiles et commence progressivement à jouer un rôle de plus en plus important dans la fourniture d’énergie à l’humanité à l’échelle mondiale.

Il n'y a aucune garantie absolue que la tâche consistant à créer de l'énergie thermonucléaire (en tant que source d'énergie efficace et à grande échelle pour toute l'humanité) sera menée à bien, mais la probabilité de succès dans cette direction est assez élevée. Compte tenu de l'énorme potentiel des centrales thermonucléaires, tous les coûts des projets visant à leur développement rapide (voire accéléré) peuvent être considérés comme justifiés, d'autant plus que ces investissements semblent très modestes dans le contexte du monstrueux marché mondial de l'énergie (4 000 milliards de dollars par an8). Répondre aux besoins énergétiques de l'humanité est un problème très grave. À mesure que les combustibles fossiles deviennent moins disponibles (et que leur utilisation devient indésirable), la situation évolue et nous ne pouvons tout simplement pas nous permettre de ne pas développer l’énergie de fusion.

A la question « Quand apparaîtra l’énergie thermonucléaire ? Lev Artsimovich (un pionnier reconnu et leader de la recherche dans ce domaine) a répondu un jour qu'« il sera créé lorsqu'il deviendra vraiment nécessaire pour l'humanité ».

ITER sera le premier réacteur à fusion à produire plus d'énergie qu'il n'en consomme. Les scientifiques mesurent cette caractéristique à l’aide d’un simple coefficient qu’ils appellent « Q ». Si ITER atteint tous ses objectifs scientifiques, il produira 10 fois plus d’énergie qu’il n’en consomme. Le dernier dispositif construit, le Joint European Torus en Angleterre, est un prototype de réacteur à fusion plus petit qui, dans ses dernières étapes de recherche scientifique, a atteint une valeur Q de près de 1. Cela signifie qu'il a produit exactement la même quantité d'énergie qu'il a consommé. . ITER ira plus loin en démontrant la création d'énergie à partir de la fusion et en atteignant une valeur Q de 10. L'idée est de générer 500 MW à partir d'une consommation d'énergie d'environ 50 MW. Ainsi, l’un des objectifs scientifiques d’ITER est de prouver qu’une valeur Q de 10 peut être atteinte.

Autre objectif scientifique est qu'ITER aura un temps de « combustion » très long - une impulsion d'une durée accrue jusqu'à une heure. ITER est un réacteur expérimental de recherche qui ne peut pas produire d'énergie en continu. Lorsqu’ITER commencera à fonctionner, il restera allumé pendant une heure, après quoi il devra être éteint. Ceci est important car jusqu'à présent, les appareils standards que nous avons créés étaient capables d'avoir une durée de combustion de plusieurs secondes voire dixièmes de seconde - c'est le maximum. Le « Joint European Torus » a atteint sa valeur Q de 1 avec une durée de combustion d'environ deux secondes et une durée d'impulsion de 20 secondes. Mais un processus qui dure quelques secondes n’est pas vraiment permanent. Par analogie avec le démarrage d’un moteur de voiture : allumer brièvement le moteur puis l’éteindre n’est pas encore un véritable fonctionnement de la voiture. Ce n'est que lorsque vous conduirez votre voiture pendant une demi-heure qu'elle atteindra un mode de fonctionnement constant et démontrera qu'une telle voiture peut vraiment être conduite.

Autrement dit, d'un point de vue technique et scientifique, ITER offrira une valeur Q de 10 et une durée de combustion accrue.

Le programme de fusion thermonucléaire est véritablement international et de grande envergure. Les gens comptent déjà sur le succès d'ITER et réfléchissent à la prochaine étape : créer un prototype de réacteur thermonucléaire industriel appelé DEMO. Pour le construire, ITER doit fonctionner. Nous devons atteindre nos objectifs scientifiques car cela signifie que les idées que nous avançons sont tout à fait réalisables. Cependant, je suis d’accord que vous devriez toujours penser à la suite. De plus, à mesure qu'ITER fonctionnera pendant 25 à 30 ans, nos connaissances s'approfondiront et s'élargiront progressivement, et nous serons en mesure de définir plus précisément notre prochaine étape.

En effet, il n’y a aucun débat sur la question de savoir si ITER doit être un tokamak. Certains scientifiques posent la question tout autrement : ITER devrait-il exister ? Spécialistes en différents pays, développant leurs propres projets thermonucléaires, à petite échelle, affirment qu'un réacteur d'une telle taille n'est pas du tout nécessaire.

Cependant, leur opinion ne devrait guère être considérée comme faisant autorité. Des physiciens travaillant avec des pièges toroïdaux depuis plusieurs décennies ont participé à la création d'ITER. La conception du réacteur thermonucléaire expérimental de Karadash était basée sur toutes les connaissances acquises lors d'expériences sur des dizaines de tokamaks précédents. Et ces résultats indiquent que le réacteur doit être un tokamak, et de surcroît de grande taille.

JET À l'heure actuelle, le tokamak le plus performant peut être considéré comme le JET, construit par l'UE dans la ville britannique d'Abingdon. Il s'agit du plus grand réacteur de type tokamak créé à ce jour, le grand rayon du tore du plasma est de 2,96 mètres. La puissance de la réaction thermonucléaire a déjà atteint plus de 20 mégawatts avec un temps de rétention allant jusqu'à 10 secondes. Le réacteur restitue environ 40 % de l'énergie mise dans le plasma.

C'est la physique du plasma qui détermine le bilan énergétique », a déclaré Igor Semenov à Infox.ru. Qu'est-ce que le bilan énergétique, a décrit le professeur agrégé du MIPT à exemple simple: « Nous avons tous vu le feu brûler. En fait, ce n’est pas du bois qui y brûle, mais du gaz. La chaîne énergétique y est la suivante : le gaz brûle, le bois chauffe, le bois s'évapore, le gaz brûle à nouveau. Par conséquent, si nous jetons de l'eau sur un feu, nous retirerons brusquement de l'énergie au système pour la transition de phase de l'eau liquide à l'état vapeur. Le bilan deviendra négatif et le feu s’éteindra. Il existe un autre moyen : nous pouvons simplement prendre les tisons et les répandre dans l'espace. Le feu s'éteindra également. C’est la même chose dans le réacteur thermonucléaire que nous construisons. Les dimensions sont choisies pour créer un bilan énergétique positif approprié pour ce réacteur. Suffisant pour construire dans le futur une véritable centrale nucléaire, résolvant à ce stade expérimental tous les problèmes qui restent actuellement en suspens.»

Les dimensions du réacteur ont été modifiées une fois. Cela s'est produit le tour de XX-XXI siècle, lorsque les États-Unis se sont retirés du projet et que les membres restants ont réalisé que le budget d'ITER (à l'époque il était estimé à 10 milliards de dollars américains) était trop important. Il a fallu faire appel à des physiciens et des ingénieurs pour réduire le coût d'installation. Et cela ne pouvait se faire qu’en raison de la taille. La « refonte » d'ITER a été dirigée par le physicien français Robert Aymar, qui a précédemment travaillé sur le tokamak français Tore Supra à Karadash. Le rayon extérieur du tore de plasma a été réduit de 8,2 à 6,3 mètres. Cependant, les risques liés à la réduction de taille ont été en partie compensés par plusieurs aimants supraconducteurs supplémentaires, qui ont permis de mettre en œuvre le mode de confinement du plasma, alors ouvert et étudié.

Nous disons que nous mettrons le soleil dans une boîte. L'idée est jolie. Le problème est que nous ne savons pas comment fabriquer la boîte.

Pierre-Gilles de Gennes
Français Lauréat du Prix Nobel

Tous les appareils et machines électroniques ont besoin d’énergie et l’humanité en consomme beaucoup. Mais les combustibles fossiles s’épuisent et les énergies alternatives ne sont pas encore assez efficaces.
Il existe une méthode d'obtention d'énergie qui convient parfaitement à toutes les exigences : la fusion thermonucléaire. La réaction de fusion thermonucléaire (conversion de l'hydrogène en hélium et libération d'énergie) se produit constamment au soleil et ce processus donne à la planète de l'énergie sous forme de rayons solaires. Il suffit de l’imiter sur Terre, à plus petite échelle. Assez pour fournir haute pression et une température très élevée (10 fois supérieure à celle du Soleil) et la réaction de fusion sera lancée. Pour créer de telles conditions, il faut construire un réacteur thermonucléaire. Elle utilisera des ressources plus abondantes sur terre, sera plus sûre et plus puissante que les centrales nucléaires conventionnelles. Depuis plus de 40 ans, des tentatives ont été faites pour le construire et des expérimentations ont été menées. Ces dernières années, l'un des prototypes a même réussi à obtenir plus d'énergie qu'elle n'en a dépensé. Les projets les plus ambitieux dans ce domaine sont présentés ci-dessous :

Projets gouvernementaux

La plus grande attention du public Dernièrement va à une autre conception de réacteur thermonucléaire - le stellarateur Wendelstein 7-X (le stellarateur est plus complexe dans sa structure interne qu'ITER, qui est un tokamak). Après avoir dépensé un peu plus d'un milliard de dollars, des scientifiques allemands ont construit un modèle de démonstration réduit du réacteur en 9 ans, d'ici 2015. S'il donne de bons résultats, une version plus grande sera construite.

Le laser MégaJoule de la France sera le laser le plus puissant au monde et tentera de faire progresser une méthode basée sur le laser pour construire un réacteur à fusion. L’installation française devrait être mise en service en 2018.

Le NIF (National Ignition Facility) a été construit aux États-Unis sur 12 ans et a coûté 4 milliards de dollars en 2012. Ils espéraient tester la technologie puis construire immédiatement un réacteur, mais il s'est avéré que, comme le rapporte Wikipédia, des travaux importants sont nécessaires si le Le système doit jamais atteindre l'allumage. En conséquence, les projets grandioses ont été annulés et les scientifiques ont commencé à améliorer progressivement le laser. Le dernier défi consiste à augmenter l’efficacité du transfert d’énergie de 7 % à 15 %. Dans le cas contraire, le financement du Congrès pour cette méthode de synthèse pourrait cesser.

Fin 2015, la construction du bâtiment destiné à l’installation laser la plus puissante du monde a commencé à Sarov. Il sera plus puissant que les actuels américains et futurs français et permettra de réaliser les expérimentations nécessaires à la construction d'une version « laser » du réacteur. Achèvement des travaux en 2020.

Situé aux États-Unis, le laser de fusion MagLIF est reconnu comme un cheval noir parmi les méthodes permettant de réaliser la fusion thermonucléaire. Récemment, cette méthode a donné de meilleurs résultats que prévu, mais la puissance doit encore être augmentée de 1 000 fois. Le laser est actuellement en cours de mise à niveau et, d'ici 2018, les scientifiques espèrent recevoir la même quantité d'énergie qu'ils ont dépensée. En cas de succès, une version plus grande sera construite.

L’Institut russe de physique nucléaire a expérimenté avec persistance la méthode du « piège ouvert », que les États-Unis ont abandonnée dans les années 90. En conséquence, des indicateurs ont été obtenus, considérés comme impossibles pour cette méthode. Les scientifiques du BINP estiment que leur installation est désormais au niveau du Wendelstein 7-X allemand (Q=0,1), mais moins cher. Ils construisent maintenant une nouvelle installation pour 3 milliards de roubles

Le directeur de l'Institut Kurchatov rappelle constamment les projets de construction d'un petit réacteur thermonucléaire en Russie - Ignitor. Selon le plan, il devrait être aussi efficace qu'ITER, quoique plus petit. Sa construction aurait dû commencer il y a 3 ans, mais cette situation est typique des grands projets scientifiques.

Début 2016, le tokamak chinois EAST a réussi à atteindre une température de 50 millions de degrés et à la maintenir pendant 102 secondes. Avant le début de la construction d’énormes réacteurs et lasers, toutes les nouvelles concernant la fusion thermonucléaire étaient ainsi. On pourrait penser qu’il s’agit simplement d’une compétition entre scientifiques pour déterminer qui pourra maintenir plus longtemps une température de plus en plus élevée. Plus la température du plasma est élevée et plus elle peut être maintenue longtemps, plus nous nous rapprochons du début de la réaction de fusion. Il existe des dizaines d'installations de ce type dans le monde, plusieurs autres () () sont en cours de construction, le record de l'EST sera donc bientôt battu. Essentiellement, ces petits réacteurs ne sont que des équipements de test avant d'être envoyés à ITER.

Lockheed Martin a annoncé en 2015 une percée dans l’énergie de fusion qui leur permettrait de construire un petit réacteur à fusion mobile d’ici 10 ans. Étant donné que même des réacteurs commerciaux de très grande taille et absolument pas mobiles n'étaient pas attendus avant 2040, l'annonce de la société a été accueillie avec scepticisme. Mais l’entreprise dispose de beaucoup de ressources, alors qui sait. Un prototype est attendu en 2020.

La startup populaire de la Silicon Valley, Helion Energy, a son propre plan unique pour réaliser la fusion thermonucléaire. L'entreprise a levé plus de 10 millions de dollars et prévoit de créer un prototype d'ici 2019.

La startup discrète Tri Alpha Energy a récemment obtenu des résultats impressionnants dans la promotion de sa méthode de fusion (les théoriciens ont développé plus de 100 méthodes théoriques pour réaliser la fusion, le tokamak est tout simplement le plus simple et le plus populaire). La société a également levé plus de 100 millions de dollars auprès d’investisseurs.

Le projet de réacteur de la startup canadienne General Fusion est encore plus différent des autres, mais les développeurs y sont confiants et ont levé plus de 100 millions de dollars en 10 ans pour construire le réacteur d'ici 2020.

La startup britannique First light possède le site Web le plus accessible, créée en 2014, et a annoncé son intention d'utiliser les dernières données scientifiques pour réaliser la fusion nucléaire à moindre coût.

Des scientifiques du MIT ont rédigé un article décrivant un réacteur à fusion compact. Ils s'appuient sur les nouvelles technologies apparues après le début de la construction des tokamaks géants et promettent d'achever le projet dans 10 ans. On ne sait pas encore s’ils recevront le feu vert pour commencer la construction. Même approuvé, un article dans un magazine est une étape encore plus précoce qu'une startup

La fusion nucléaire est peut-être l’industrie la moins adaptée au financement participatif. Mais c'est avec son aide et également grâce au financement de la NASA que la société Lawrenceville Plasma Physics va construire un prototype de son réacteur. De tous les projets en cours, celui-ci ressemble le plus à une arnaque, mais qui sait, peut-être qu'ils apporteront quelque chose d'utile à ce travail grandiose.

ITER ne sera qu'un prototype pour la construction d'une installation DEMO à part entière - le premier réacteur à fusion commercial. Son lancement est désormais prévu pour 2044 et cela reste une prévision optimiste.

Mais il y a des projets pour la prochaine étape. Un réacteur thermonucléaire hybride recevra de l’énergie provenant à la fois de la désintégration atomique (comme une centrale nucléaire conventionnelle) et de la fusion. Dans cette configuration, l'énergie peut être 10 fois supérieure, mais la sécurité est moindre. La Chine espère construire un prototype d’ici 2030, mais les experts estiment que cela reviendrait à essayer de construire des voitures hybrides avant l’invention du moteur à combustion interne.

Conclusion

Mots clés:

• réacteur à fusion
• énergie
• projets d'avenir

La construction scientifique la plus ambitieuse de notre époque. Comment se construit le réacteur à fusion ITER en France

La fusion thermonucléaire contrôlée est le rêve bleu des physiciens et des entreprises énergétiques qu’ils chérissent depuis des décennies. Mettre en cage un soleil artificiel est une excellente idée. "Mais le problème est que nous ne savons pas comment créer une telle boîte",- a déclaré le lauréat du prix Nobel Pierre Gilles de Gennes en 1991. Cependant, à la mi-2018, nous savons déjà comment y parvenir. Et nous construisons même. Les meilleurs esprits Le monde entier travaille sur le projet du réacteur thermonucléaire expérimental international ITER - l'expérience la plus ambitieuse et la plus coûteuse de la science moderne.

Un tel réacteur coûte cinq fois plus cher que le Grand collisionneur de hadrons. Des centaines de scientifiques du monde entier travaillent sur ce projet. Son financement pourrait facilement dépasser les 19 milliards d'euros, et le premier plasma ne sera libéré dans le réacteur qu'en décembre 2025. Et malgré des retards constants, des difficultés technologiques et un financement insuffisant de la part des différents pays participants, la plus grande « machine à mouvement perpétuel » thermonucléaire du monde est en cours de construction. Cela présente bien plus d’avantages que d’inconvénients. Lesquels? Nous commençons l'histoire du projet de construction scientifique le plus ambitieux de notre époque par la théorie.

Qu'est-ce qu'un tokamak ?

Sous l’influence d’énormes températures et de la gravité, la fusion thermonucléaire se produit dans les profondeurs de notre Soleil et d’autres étoiles. Les noyaux d'hydrogène entrent en collision, forment des atomes d'hélium plus lourds et libèrent en même temps des neutrons et d'énormes quantités d'énergie.

La science moderne est arrivée à la conclusion qu'à la température initiale la plus basse, la plus grande quantité d'énergie est produite par la réaction entre les isotopes de l'hydrogène - le deutérium et le tritium. Mais pour cela trois conditions sont importantes : chaleur(environ 150 millions de degrés Celsius), densité de plasma élevée et temps de rétention du plasma élevé.

Le fait est que nous ne pourrons pas créer une densité aussi colossale que celle du Soleil. Il ne reste plus qu'à chauffer le gaz jusqu'à l'état de plasma à des températures ultra-élevées. Mais aucun matériau ne résiste au contact d’un plasma aussi chaud. Pour ce faire, l'académicien Andrei Sakharov (sur la suggestion d'Oleg Lavrentyev) a proposé dans les années 1950 d'utiliser des chambres toroïdales (en forme de beignet creux) avec un champ magnétique qui maintiendrait le plasma. Plus tard, le terme a été inventé : tokamak.

Les centrales électriques modernes, brûlant des combustibles fossiles, convertissent l’énergie mécanique (rotation des turbines, par exemple) en électricité. Les tokamaks utiliseront l'énergie de fusion, absorbée sous forme de chaleur par les parois de l'appareil, pour chauffer et produire de la vapeur, qui fera tourner les turbines.

Le premier tokamak au monde. T-1 soviétique. 1954

De petits tokamaks expérimentaux ont été construits partout dans le monde. Et ils ont prouvé avec succès qu'une personne peut créer du plasma à haute température et le maintenir dans un état stable pendant un certain temps. Mais les dessins industriels sont encore loin.

Installation du T-15. années 1980

Avantages et inconvénients des réacteurs à fusion

Les réacteurs nucléaires typiques fonctionnent avec des dizaines de tonnes de combustible radioactif (qui se transforment finalement en dizaines de tonnes de déchets radioactifs), tandis qu'un réacteur à fusion ne nécessite que des centaines de grammes de tritium et de deutérium. Les premiers peuvent être produits dans le réacteur lui-même : les neutrons libérés lors de la synthèse vont affecter les parois du réacteur avec des impuretés de lithium, d'où apparaît le tritium. Les réserves de lithium dureront des milliers d'années. Le deutérium ne manquera pas non plus : il est produit dans le monde en dizaines de milliers de tonnes par an.

Le réacteur à fusion ne produit aucune émission gaz à effet de serre, ce qui est typique des combustibles fossiles. Et le sous-produit sous forme d’hélium-4 est un gaz inerte inoffensif.

De plus, les réacteurs thermonucléaires sont sûrs. Dans toute catastrophe, la réaction thermonucléaire s'arrêtera simplement sans aucune intervention. conséquences sérieuses pour l'environnement ou le personnel, puisqu'il n'y aura rien pour supporter la réaction de synthèse : elle nécessite des conditions trop serres.

Cependant, les réacteurs thermonucléaires présentent également des inconvénients. C’est d’abord la difficulté banale de déclencher une réaction auto-entretenue. Elle a besoin d'un vide profond. Les systèmes de confinement magnétique complexes nécessitent d’énormes bobines magnétiques supraconductrices.

Et n'oubliez pas les radiations. Malgré certains stéréotypes sur l'innocuité des réacteurs thermonucléaires, le bombardement de leur environnement avec les neutrons produits lors de la fusion ne peut être annulé. Ce bombardement entraîne des radiations. La maintenance du réacteur doit donc être effectuée à distance. Pour l’avenir, disons qu’après le lancement, les robots assureront directement la maintenance du tokamak ITER.

De plus, le tritium radioactif peut être dangereux s’il pénètre dans l’organisme. Certes, il suffira de veiller à son bon stockage et de créer des barrières de sécurité le long de tous les chemins possibles de sa distribution en cas d'accident. De plus, la demi-vie du tritium est de 12 ans.

Lorsque les bases minimales nécessaires de la théorie ont été posées, vous pouvez passer au héros de l'article.

Le projet le plus ambitieux de notre époque

En 1985, le premier forum a eu lieu à Genève. de longues années réunion personnelle des dirigeants de l'URSS et des États-Unis. Avant guerre froide a atteint son apogée : les superpuissances ont boycotté les Jeux olympiques, augmenté potentiel nucléaire et ils n'allaient engager aucune négociation. Ce sommet des deux pays en territoire neutre est remarquable par une autre circonstance importante. Au cours de cette réunion, le secrétaire général du Comité central du PCUS, Mikhaïl Gorbatchev, a proposé de mettre en œuvre un plan commun projet international sur le développement de l'énergie thermonucléaire à des fins pacifiques.

Un an plus tard, un accord sur le projet a été conclu entre des scientifiques américains, soviétiques, européens et japonais, et le développement de la conception du grand complexe thermonucléaire ITER a commencé. Le développement des détails techniques a été retardé, les États-Unis ont continué à quitter le projet, puis à y revenir, et la Chine, la Corée du Sud et l'Inde l'ont finalement rejoint. Les participants ont partagé les responsabilités du financement et des travaux directs, et en 2010, la préparation de la fosse pour la fondation du futur complexe a finalement commencé. Ils ont décidé de le construire dans le sud de la France, près de la ville d'Aix-en-Provence.

Alors, qu’est-ce qu’ITER ? Il s'agit d'une vaste expérience scientifique et d'un projet énergétique ambitieux visant à construire le plus grand tokamak du monde. La construction doit prouver la possibilité d'une utilisation commerciale d'un réacteur à fusion, ainsi que résoudre les problèmes physiques et technologiques émergents en cours de route.

De quoi est composé le réacteur ITER ?

Un tokamak est une chambre à vide toroïdale dotée de bobines magnétiques et d'un cryostat pesant 23 000 tonnes. Comme le montre déjà la définition, nous avons une caméra. Chambre à vide profond. Dans le cas d'ITER, il s'agira d'un volume de chambre libre de 850 mètres cubes, dans lequel il n'y aura au départ que 0,1 gramme d'un mélange de deutérium et de tritium.

1. Chambre à vide, où vit le plasma. 2. Injecteur de faisceau neutre et chauffage par radiofréquence du plasma jusqu'à 150 millions de degrés. 3. Des aimants supraconducteurs qui exploitent le plasma. 4. Couvertures protégeant la caméra et les aimants du bombardement neutronique et de l'échauffement. 5. Déviateur, qui élimine la chaleur et les produits de réaction thermonucléaire. 6. Outils de diagnostic pour l'étude de la physique des plasmas. Comprend des manomètres et des chambres à neutrons. 7. Cryostat - un énorme thermos avec un vide profond qui protège les aimants et la chambre à vide du chauffage

Et voici à quoi ressemble une « petite » chambre à vide avec des modèles d’ouvriers à l’intérieur. Il mesure 11,4 mètres de haut et pèsera 8,5 mille tonnes avec les couvertures et le divertor.

Sur les parois intérieures de la chambre se trouvent des modules spéciaux appelés couvertures. L'eau circule à l'intérieur d'eux. Les neutrons libres s'échappant du plasma tombent dans ces couvertures et sont ralentis par l'eau. Qu'est-ce qui fait qu'il chauffe ? Les couvertures elles-mêmes protègent le reste du colosse des rayonnements thermiques, des rayons X et des neutrons du plasma déjà mentionnés.

Un tel système est nécessaire pour prolonger la durée de vie du réacteur. Chaque couverture pèse environ 4,5 tonnes, elles seront remplacées par un bras robotique tous les 5 à 10 ans environ, puisque cette première ligne de défense sera soumise à l'évaporation et au rayonnement neutronique.

Mais ce n'est pas tout. La chambre est connectée à des équipements dans la chambre, des thermocouples, des accéléromètres, les 440 blocs déjà mentionnés d'un système de couverture, des systèmes de refroidissement, un bloc de blindage, un divertor, un système magnétique de 48 éléments, des réchauffeurs de plasma à haute fréquence, un atome neutre. injecteur, etc. Et tout cela est situé à l'intérieur d'un immense cryostat de 30 mètres de haut, ayant le même diamètre et le même volume de 16 mille mètres cubes. Le cryostat garantit un vide profond et des températures ultra-froides pour la chambre du tokamak et les aimants supraconducteurs, qui sont refroidis par de l'hélium liquide à une température de -269 degrés Celsius.

Bas. Un tiers de la base du cryostat. Au total, ce « thermos » sera composé de 54 éléments

Et voici à quoi ressemble le cryostat dans le rendu. Sa production est confiée à l'Inde. Un réacteur sera assemblé à l’intérieur du « thermos »

Le cryostat est déjà en cours d'assemblage. Ici, par exemple, vous pouvez voir une fenêtre à travers laquelle des particules seront projetées dans le réacteur pour chauffer le plasma.

La production de tous ces équipements est répartie entre les pays participants. Ils travaillent par exemple sur certaines couvertures en Russie, sur le corps du cryostat en Inde et sur des segments de chambre à vide en Europe et en Corée.

Mais ce n’est en aucun cas un processus rapide. De plus, les concepteurs n’ont pas le droit à l’erreur. L'équipe ITER modélise d'abord les charges et les exigences des éléments structurels, ceux-ci sont testés sur des bancs (par exemple, sous l'influence de pistolets à plasma, comme un divertor), améliorés et modifiés, assemblés sur des prototypes et testés à nouveau avant de publier l'élément final.

Le premier corps de la bobine toroïdale. Le premier des 18 aimants géants. Une moitié a été fabriquée au Japon, l'autre en Corée

18 aimants géants en forme de D disposés en cercle pour former un mur magnétique impénétrable. À l’intérieur de chacun d’eux se trouvent 134 tours de câble supraconducteur.

Chacune de ces bobines pèse environ 310 tonnes

Mais le mettre en place est une chose. Et c’est une tout autre chose d’entretenir tout cela. En raison des niveaux de rayonnement élevés, l'accès au réacteur est interdit. Toute une famille de systèmes robotiques a été développée pour y répondre. Certains changeront les couvertures et les cassettes de dérivation (pesant jusqu'à 10 tonnes), certains seront contrôlés à distance pour éliminer les accidents, certains seront basés dans les poches d'une chambre à vide équipée de caméras HD et de scanners laser pour une inspection rapide. Et tout cela doit être fait dans le vide, dans un espace étroit, avec une grande précision et en interaction claire avec tous les systèmes. La tâche est plus ardue que la réparation de l'ISS : le tokamak ITER sera le premier réacteur thermonucléaire qui générera plus d'énergie que nécessaire pour chauffer le plasma lui-même. De plus, il pourra le maintenir dans un état stable bien plus longtemps que les installations actuelles. Les scientifiques affirment que c’est précisément la raison pour laquelle un projet d’une telle envergure est nécessaire.

Avec l'aide d'un tel réacteur, les experts vont combler le fossé entre le petit réacteur actuel installations expérimentales et les centrales thermonucléaires du futur. Par exemple, le record d'énergie thermonucléaire a été établi en 1997 dans un tokamak en Grande-Bretagne - 16 MW avec 24 MW consommés, tandis qu'ITER a été conçu en vue de produire 500 MW d'énergie thermonucléaire à partir d'un apport d'énergie thermique de 50 MW.

Le tokamak testera les technologies de chauffage, de contrôle, de diagnostic, de cryogénie et de télémaintenance, soit toutes les techniques nécessaires à un prototype industriel de réacteur thermonucléaire.

La production mondiale de tritium ne suffira pas aux centrales électriques du futur. ITER développera donc également la technologie d’une couverture multiplicatrice contenant du lithium. Le tritium en sera synthétisé sous l'influence de neutrons thermonucléaires.

Il ne faut cependant pas oublier que cette expérience, même si elle est coûteuse, reste une expérience. Le Tokamak ne sera pas équipé de turbines ou d'autres systèmes permettant de convertir la chaleur en électricité. Autrement dit, il n’y aura pas d’échappement commercial sous forme de production directe d’énergie. Pourquoi? Parce que cela ne ferait que compliquer le projet d’un point de vue technique et le rendre encore plus coûteux.

Le schéma de financement est assez confus. Au stade de la construction, de la création du réacteur et des autres systèmes du complexe, environ 45 % des coûts sont supportés par les pays de l'UE, les participants restants - 9 % chacun. Cependant, la majorité des contributions sont « en nature ». La plupart des composants sont fournis à ITER directement par les pays participants.

Ils arrivent en France par voie maritime, et du port au chantier sont acheminés par une route spécialement aménagée par le gouvernement français. Le pays a dépensé 110 millions d'euros et 4 ans de travaux sur les 104 km du chemin ITER. Le parcours a été élargi et renforcé. Le fait est que d’ici 2021, 250 convois transportant d’énormes marchandises y passeront. Les pièces les plus lourdes atteignent 900 tonnes, les plus hautes - 10 mètres, les plus longues - 33 mètres.

ITER n'est pas encore mis en service. Cependant, il existe déjà un projet de centrale nucléaire à fusion DEMO, dont le but est de démontrer l'attrait de l'utilisation commerciale de cette technologie. Ce complexe devra générer en continu (et non en impulsion, comme ITER) 2 GW d’énergie.

Le calendrier du nouveau projet mondial dépend du succès d'ITER, mais selon le plan 2012, le premier lancement de DEMO n'aura pas lieu avant 2044.