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En tant que source d’énergie propre du futur, la fusion nucléaire a attiré une large attention. En 2022, la technologie de fusion compacte a été sélectionnée comme l'une des « dix meilleures technologies révolutionnaires au monde » par le MIT Technology Review.

La question qui préoccupe beaucoup de gens est la suivante : quand la fusion nucléaire sera-t-elle commercialisée ?

Même si sa commercialisation à court terme reste un défi, le monde promeut activement le développement commercial de la fusion nucléaire.

Selon le « 2024 Global Fusion Industry Report » publié par la Fusion Industry Association, l'industrie de la fusion nucléaire a attiré plus de 7,1 milliards de dollars d'investissements dans le monde. Depuis 2023, plus de 900 millions de dollars de nouveaux financements ont été injectés pour soutenir le développement de technologies liées à la fusion.

Dans le rapport annuel publié par l'association en 2023, le nombre d'entreprises mondiales de fusion nucléaire était de 43, et ce nombre est passé à 45 cette année. Le soutien financier public du gouvernement a augmenté de 57 % par rapport aux 12 derniers mois, pour atteindre 426 millions de dollars.

Parmi les financements passés de diverses sociétés, trois sociétés américaines d'énergie de fusion ont attiré une grande attention, notamment : 100 millions de dollars de Xcimer Energy, 90 millions de dollars de SHINE Technologies et 65 millions de dollars de Helion Energy.

Figure丨Le « Rapport mondial sur l'industrie de la fusion 2024 » publié par la Fusion Industry Association (Source : Fusion Industry Association)

Lorsqu'il s'agit de fusion nucléaire, la première chose qui nous vient à l'esprit est le dispositif de fusion à confinement magnétique Tokamak et la fusion nucléaire à confinement inertiel laser.

Un tokamak est un appareil en forme d’anneau inventé par des scientifiques soviétiques dans les années 1950. Le dispositif maintient le combustible de fusion à une température suffisamment élevée pendant une longue période pour former un plasma, puis utilise un champ magnétique pour confiner le plasma.

Le champ magnétique est invisible et intangible et peut exister de manière stable à des températures élevées de plusieurs centaines de millions de degrés. Une fois les conditions d’inflammation atteintes, le tokamak peut continuer à entretenir la réaction jusqu’à ce que le plasma devienne instable.

Une autre méthode de contrainte courante est la contrainte inertielle laser, utilisée par le National Ignition Facility (NIF) du Lawrence Livermore National Laboratory aux États-Unis.

Cet appareil irradie simultanément plusieurs faisceaux laser de haute puissance sur une particule de combustible nucléaire solide dans un laps de temps très court, provoquant une élévation de sa température, la transformant en plasma, déclenchant une explosion et faisant exploser davantage le deutérium et le tritium, entraînant une réaction en chaîne. Induit des réactions de fusion nucléaire.

En 2022, le NIF a réalisé pour la première fois un gain d’énergie net grâce à l’allumage par fusion.

En revanche, Xcimer Energy prétend obtenir de meilleurs résultats que NIF. Par exemple, générez 10 fois l'énergie laser, augmentez l'efficacité de 10 fois et réduisez le coût par joule à un trentième du NIF.

Sur le marché chinois, Hanhai Juneng, une startup de fusion nucléaire fondée en 2022, a lancé un financement providentiel.

De plus, en avril de cette année, un montant de financement de 50 millions de yuans a été finalisé. Les institutions d'investissement provenaient de Huaying Capital, Qiji Chuangtan, Qingzhou Capital et Houshi Capital. Cette ronde de financement sera utilisée pour la conception physique et technique de dispositifs linéaires. .

Selon le site officiel de l'entreprise, son équipe de base possède une expérience pertinente dans les écoles nationales de R&D et les instituts de recherche scientifique dans le domaine de la fusion. Les unités de coopération comprennent l'Institut de physique de l'industrie nucléaire du Sud-Ouest de CNNC et l'Institut de physique des plasmas de Chine. L’Académie des sciences, l’Université des sciences et technologies de Chine et l’Université des sciences et technologies de Huazhong attendent.

Xiang Jiang, PDG de Hanhai Energy, est diplômé de l'Université des sciences et technologies de Chine avec une licence et un doctorat, et son domaine de recherche est le dispositif de fusion à confinement magnétique Tokamak.

Après avoir obtenu son doctorat, il a travaillé dans un institut de recherche scientifique pendant plus de dix ans et a accumulé une riche expérience dans la recherche sur le tokamak, dispositif de fusion à confinement magnétique et sur la fusion nucléaire à confinement inertiel laser.

D'un point de vue technique, Hanhai Energy Concentration utilise un dispositif de fusion nucléaire contrôlé à configuration inversée (FRC).

En FRC, le plasma est confiné dans une structure annulaire en forme de beignet et entouré d’un champ magnétique. Contrairement à d’autres concepts de confinement de fusion tels que le tokamak ou le stellarator, l’ensemble du plasma FRC et son champ magnétique associé forment une structure autonome.

Hanhai Energy "espère devenir Helion Energy en Chine". Il n'y a pas beaucoup d'informations publiques sur son parcours technique. Nous pouvons obtenir des références d'Helion Energy, une société américaine de fusion nucléaire qui a le même parcours technique à l'étranger.

Les générateurs à fusion d'Helion Energy augmentent la température du combustible de fusion à plus de 100 millions de degrés Celsius et extraient directement l'énergie électrique sous forme d'impulsions très efficaces. Le deutérium et l'hélium-3, utilisés comme combustible pour la fusion nucléaire Helion Energy, sont progressivement chauffés jusqu'à l'état de plasma, et des aimants confineront le plasma à la structure du FRC.

Les aimants accélèrent ensuite les deux FRC depuis les extrémités opposées de l'appareil jusqu'à 1 million de km/h, les faisant entrer en collision au centre. Lorsque le FRC entre en collision au centre du système, il sera à nouveau comprimé par un puissant champ magnétique jusqu'à ce qu'une température de fusion supérieure à 100 millions de degrés Celsius (9 keV) soit atteinte.

Les ions deutérium et hélium-3 se déplacent assez rapidement à cette température pour surmonter les forces répulsives entre eux, et une réaction de fusion se produit. Et plus d’énergie est libérée que n’en consomme le processus de fusion. La création d’une nouvelle énergie de fusion s’accompagne d’une expansion du plasma.

La vitesse de développement de la fusion nucléaire sur le marché chinois ne peut être ignorée. Outre Hanhai Energy, d’autres sociétés commerciales de fusion nucléaire ont récemment bénéficié de financements.

Par exemple, en mars, Xinghuan Juneng a reçu des centaines de millions de yuans dans le cadre d'un financement pré-A. En mai, Fusion New Energy a reçu un financement de série A, mais le montant du financement n'a pas encore été divulgué. En mai 2023, la société a finalisé une ronde de financement providentiel de 1,5 milliard de yuans.

Au cours des deux dernières années, Energy Singularity a reçu un financement providentiel et un financement pré-A d'environ 400 millions de yuans chacun. En outre, ENN Technology Company, filiale du groupe ENN, s'engage également à promouvoir le développement de la technologie de fusion nucléaire.

De la dynamique des entreprises de fusion nucléaire sur les marchés mondial et chinois, nous pouvons constater les progrès et le développement continu de la technologie de fusion nucléaire. Quant à savoir si la fusion nucléaire peut fournir de l'électricité au réseau avant 2040, si diverses entreprises de fusion nucléaire peuvent résoudre les problèmes de fusion nucléaire. technologie, efficacité énergétique, DeepTech accordera une attention particulière à une série de défis tels que le soutien financier.

Les références:

https://www.fusionindustryassociation.org/fia-launches-2024-global-fusion-industry-report/

https://xcimer.energy/xcimer-raises-100-million-to-put-inertial-fusion-energy-on-path-to-commercialization/

https://www.shinefusion.com/

https://www.helionenergy.com/

Support : je ne sais pas dans mon rêve

Composition : Chu Jiashi

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