L’énergie nucléaire n’est pas seulement de la chaleur. C’est la puissance brute enfermée dans les noyaux denses des atomes. Nous appelons ces noyaux des noyaux atomiques. L’énergie libérée lorsqu’ils réagissent est énorme. Cela éclipse les réactions chimiques ordinaires. Ces réactions ne font que déplacer les électrons externes autour d’un atome. Les forces nucléaires sont différentes. Ils touchent au cœur du problème.
Il existe deux manières principales de débloquer ce pouvoir. Le premier est la fission nucléaire contrôlée. C’est ce que nous utilisons aujourd’hui. Il divise les atomes lourds en deux. Les réacteurs utilisent ce procédé. Ils opèrent actuellement dans de nombreuses régions du monde. L’objectif est l’électricité. Nous faisons cela depuis des décennies. Ça marche. C’est fiable. Mais ce n’est pas la seule option.
La deuxième méthode est la fusion nucléaire contrôlée. Cela relie les atomes légers. C’est le même processus qui alimente le soleil. Les scientifiques y placent de grands espoirs. Mais en 2020, nous ne l’avons pas perfectionné. Nous ne pouvons pas encore capter cette énergie pour le réseau à grande échelle. La fusion est prometteuse. La fission donne des résultats.
Les deux méthodes peuvent également être explosives. C’est de là que vient le danger. La fission ou la fusion incontrôlée crée des bombes. Nous avons vu le résultat. Mais la fission contrôlée est une autre histoire. C’est un outil de génération. C’est un système complexe de physique et d’ingénierie.
“Une méthode pour libérer de l’énergie nucléaire consiste à fission nucléaire contrôlée dans des dispositifs appelés réacteurs, qui fonctionnent désormais dans de nombreuses régions du monde pour la production d’électricité.”
La distinction compte. L’énergie chimique est faible par rapport à l’énergie nucléaire. Vous brûlez du charbon. Vous obtenez de la chaleur. Vous divisez un atome. Vous obtenez une tempête d’énergie. C’est pourquoi l’énergie nucléaire est si puissante. Il ne s’agit pas des nuages d’électrons. Il s’agit du noyau.
Certains confondent l’énergie nucléaire avec d’autres phénomènes atomiques. Ils ne devraient pas. Les liaisons chimiques se rompent et se forment. Les obligations nucléaires aussi. Mais les échelles énergétiques sont très différentes. Un gramme d’uranium contient plus d’énergie qu’une tonne de charbon. C’est de cette échelle dont nous parlons.
La fusion est le Saint Graal. C’est plus propre. C’est plus sûr. Il consomme beaucoup de carburant. Mais c’est dur. Maintenir la stabilité du plasma est un cauchemar. Nous ne l’avons pas encore résolu. Nous nous en tenons donc à la fission. C’est prouvé. C’est partout. Mais le rêve de fusion demeure. C’est une promesse tenue pour l’avenir.
Où cela nous mène-t-il ? Nous avons le pouvoir maintenant. Nous avons une meilleure option à l’horizon. La technologie existe. L’infrastructure est construite. La prochaine étape consiste simplement à attendre que la physique rattrape son retard.
La scission et la fusion
La fission nucléaire n’est pas qu’une simple scission. C’est un éclatement.
Lorsqu’un noyau lourd comme l’uranium ou le plutonium se brise, il ne se contente pas de se diviser. Il explose en deux noyaux plus légers. Masse à peu près égale. Mais la libération d’énergie est tout sauf équilibrée. Une énorme quantité de puissance vient avec la scission. Des sous-produits radioactifs se forment. Les neutrons s’envolent.
Voici la partie critique. Ces neutrons éjectés. Ils ne disparaissent pas simplement. Ils ont touché des noyaux fissiles à proximité. Ils provoquent également la rupture de ces atomes. Plus de neutrons. Plus de divisions. La réaction en chaîne est auto-entretenue.
Contrôlez cette chaîne et vous obtenez un réacteur nucléaire. Puissance constante. Lumière. Chaleur. La société fonctionne grâce à cela.
Lâchez prise et vous obtenez une bombe atomique. Explosion incontrôlée. Force destructrice qui réécrit l’histoire en quelques secondes.
La physique est simple. Les implications sont terrifiantes.
Le rêve de fusion
La fusion est l’opposé de la fission. C’est une fusion.
Les éléments légers se combinent pour en former des plus lourds. Pensez à l’hydrogène. Ou ses isotopes, le deutérium et le tritium. Lorsque ces noyaux entrent en collision sous une pression et une chaleur extrêmes, ils fusionnent. La production d’énergie qui en résulte est importante.
C’est bien plus puissant que la fission.
Nous avons d’abord vu la puissance brute de la fusion dans les armes thermonucléaires. Bombes à hydrogène. Développé dans la décennie qui a suivi la Seconde Guerre mondiale. Le potentiel de paix s’est toutefois révélé plus difficile à exploiter.
Pourquoi la fusion n’alimente-t-elle pas encore nos maisons ?
Les conditions sont brutales. Vous avez besoin de températures de plasma qui rivalisent avec celles du cœur du soleil. Vous avez besoin d’une isolation thermique capable de contenir ce chaos. Il ne s’agit pas de trouver du carburant. L’approvisionnement en combustible de fusion sur Terre est pratiquement illimité. Il s’agit de confinement.
Nous sommes plus proches que jamais.
Les scientifiques ont largement atteint les températures plasmatiques nécessaires. Les méthodes de confinement magnétique et inertiel fonctionnent en laboratoire. Les réacteurs pratiques ne sont pas encore construits. Mais la voie est claire.
Pourquoi c’est important maintenant
La promesse des réacteurs à fusion commerciaux n’est pas seulement technique. C’est existentiel.
Une source d’électricité inépuisable. Cela change la carte géopolitique. Fini les conflits pour les champs de pétrole. Fini la dépendance à l’égard de stocks limités d’uranium.
Les pays du monde entier auraient accès à une énergie propre et dense. La crise climatique perd son principal moteur.
Ce n’est pas une baguette magique. Les défis d’ingénierie restent considérables. Mais la direction est fixée.
La fission divise l’atome. Fusion veut le remettre en place. Le premier nous donnait le choix entre le pouvoir et la destruction. La seconde promet un avenir sans ce choix binaire.
Nous regardons les expériences. En attente de la connexion au réseau.
Le soleil fonctionne en fusion. Il nous suffit de construire un deuxième soleil. Sur Terre.
