La fusion nucléaire: De la recherche fondamentale à  la production d'énergie ?

انرژی از سال 1973 دغدغه اصلی ژئوپلیتیکی کشورها بوده است. محیط زیست و آلودگی سیاره زمین (یا تقریباً ...) از دهه 90 بوده است. با این حال، ارتباط بین انرژی و محیط زیست ثابت شده است. و انتشار گازهای گلخانه ای بر اقلیم تأثیر می گذارد. دنیای علمی با یک چالش بزرگ مواجه است: یا به همه اجازه دهید طبق روش‌های موجود به انرژی دسترسی داشته باشند یا شیوه جدیدی از تولید انرژی را ابداع کنید که برای توسعه ضروری است. اگر انرژی حاصل از شکافت عناصر سنگین برای نیم قرن هم در سطح نظامی و هم در سطح غیرنظامی تسلط یافته باشد، وضعیت برای انرژی حاصل از همجوشی عناصر سبک (هیدروژن، دوتریوم و تریتیوم) بسیار متفاوت است. در واقع، این همجوشی تنها در دماهای بسیار بالا می تواند رخ دهد که مشکلات بی سابقه ای را ایجاد می کند. این تحقیق اجازه داد که همجوشی برای چند ثانیه انجام شود و امکان پذیر بودن این روش ثابت شود. جداسازی حجم هایی که در آن همجوشی رخ می دهد با استفاده از دو روش انجام می شود: روش محصور شدن مغناطیسی که امکان سنجی آن توسط راکتورهای توکامکس نشان داده شده است و روش محصورسازی اینرسی که اصل آن تأیید شده است. البته لازم به ذکر است که تمامی این آزمایشات تاکنون بیش از آنچه که تولید می کنند، انرژی مصرف می کنند. حتی اگر امکان ادغام ثابت شود، بهره برداری صنعتی آن بسیار دور باقی می ماند. اهمیت کار در هر یک از این مسیرها حاکی از همکاری بین المللی است که حول محور محصور شدن مغناطیسی سازماندهی شده است: Iter و IFMIF جامعه اروپا، ژاپن، ایالات متحده، چین، روسیه، کره و هند را گرد هم می آورند. این نقش آکادمی علوم نیست که وزن نسبی را که دولت ها باید به انرژی های تجدیدپذیر، صرفه جویی در انرژی و کارهای علمی آینده اختصاص دهند، مشخص کند، اما منطقی است که به این مسئله همجوشی همانطور که هست پرداخته شود. به همین دلیل است که این گزارش با بررسی دانش علمی و فنی به دست آمده و راه های تحقیقی که قبل از ایجاد کارخانه های تولید انرژی باید انجام شود، ویژگی های اساسی آن را ارائه می دهد. این کار متخصصانی را گرد هم آورد که در تئوری ترین کارها و آزمایشات محصورسازی مغناطیسی و محصورسازی اینرسی شرکت داشتند. آکادمی همچنین مایل بود پیامدهای فوری همکاری خود با شرکای Iter را برای فرانسه ارائه دهد.

L'énergie est LA préoccupation géopolitique majeure des Etats depuis 1973. L'environnement et la pollution est celle de la Planète (ou presque...) depuis les années 90. Or le lien entre énergie et environnement est avéré; et l'émission de gaz à effet de serre affecte le climat. Le monde scientifique se trouve face à un énorme défi : soit permettre à tous d'accéder à l'énergie selon les modalités existantes, soit inventer un nouveau mode de production énergétique indispensable au développement. Si l'énergie issue de la fission d'éléments lourds est maîtrisée depuis un demi-siècle tant au plan militaire que civil, il en va très différemment de l'énergie issue de la fusion des éléments légers (hydrogène, deutérium et tritium). En effet, cette fusion ne peut intervenir qu'à des températures très élevées, ce qui pose des problèmes inédits. Les recherches ont permis de réaliser la fusion pendant quelques secondes, établissant que la méthode est possible. L'isolation des volumes où se produit la fusion se fait selon deux voies : la voie du confinement magnétique, dont les réacteurs Tokamaks ont montré la faisabilité, et la voie du confinement inertiel, dont le principe a été vérifié. Il faut noter cependant que toutes ces expériences consomment jusqu'à présent plus d'énergie qu'elles n'en produisent. Même si la faisabilité de la fusion est chose établie, son exploitation industrielle reste encore très éloignée. L'importance des travaux dans chacune de ces voies implique une coopération internationale qui s'est organisée autour de la voie du confinement magnétique : Iter et IFMIF associent la Communauté européenne, le Japon, les États-Unis, la Chine, la Russie, la Corée et l'Inde. Il n'est pas du rôle de l'Académie des sciences de dégager le poids relatif que les États doivent consacrer aux énergies renouvelables, aux économies d'énergie et aux travaux scientifiques prospectifs, mais il est raisonnable d'aborder cette question de la fusion en tant que telle. C'est pourquoi ce rapport en présente les caractéristiques essentielles en faisant le point sur les connaissances scientifiques et techniques acquises, et sur les pistes des recherches à entreprendre avant de pouvoir construire des usines productrices d'énergie. Cet ouvrage a regroupé des spécialistes engagés dans les travaux les plus théoriques et dans les expériences de confinement magnétique et de confinement inertiel. L'Académie a souhaité en outre présenter les conséquences immédiates, pour la France, de son association avec les partenaires d'Iter.