(a) Les 12 sous-segments de supports d’aimants permanents. (b) Les 16 bobines de champ toroïdal circulaires planes sont positionnées à l’intérieur de la structure de support découpée au jet d’eau. (c) Le récipient à vide en verre est relié par des coupleurs de faible épaisseur imprimés en 3D. Les ports en verre étaient soudés à chaud au tore. (Crédit : TM Qian et al., 2023)
Lorsque vous pensez à un réacteur à fusion comme un tokamak ou un stellarateur, vous penserez probablement à des projets coûteux nécessitant des électro-aimants coûteux fabriqués à partir d’alliages exotiques, supraconducteurs ou non. Le stellarator MUSE est une étude intéressante sur la façon de prendre les choses complètement dans la direction opposée. Sa conception et sa construction sont décrites dans un article de 2023 par [T.M. Qian] et des collègues du Journal de physique des plasmas. La théorie est détaillée dans un 2020 Lettres d’examen physique papier par [P. Helander] et collègues. En tant que responsable de la théorie Stellarator à l’Institut Max Planck, [P. Helander] connaît bien le stellarateur le plus avancé au monde : Wendelstein 7-X.
Comme le souligne le document de [P. Helander] et al., l’utilisation d’aimants permanents peut simplifier considérablement les bobines de champ magnétique d’un stellarateur, qui sont alors principalement utilisées pour le flux magnétique toroïdal. Cette simplification se reflète dans la conception de MUSE, car elle ne comporte qu’un nombre limité de bobines de champ toroïdal identiques, l’enceinte à vide étant entourée de structures imprimées en 3D dans lesquelles sont intégrés des aimants permanents. Ces aimants suivent un motif qui aide à façonner le plasma à l’intérieur de l’enceinte à vide, sans nécessiter d’alimentation électrique ni (du moins en théorie) de refroidissement.
Naturellement, comme le souligne [P. Helander] et al, une limitation des aimants permanents est leur intensité de champ limitée, leur incapacité à être réglée et leur démagnétisation à haute température. Cela pourrait limiter le nombre d’applications pratiques de cette approche, mais des chercheurs du Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) ont récemment annoncé dans un article d’auto-félicitation qu’ils commenceront « bientôt » de véritables expériences sur le plasma avec MUSE. Le manque de diverteurs (refroidis) limitera bien entendu les expériences pour lesquelles MUSE peut être utilisé.
2024-04-22 05:00:00
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