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Article dossier jeunes | L'énergie nucléaire | Fusion Contrôlée

La matière dans tous ses états (2/6)

Mis à jour le août 2011

Jean-Marc Ané
Physicien au Département de recherches sur la fusion contrôlée (DRFC)

Le plasma, 4ème état de la matière
Au cœur des tokamaks, les physiciens créent un mélange gazeux « le plasma ». Cet état de la matière n'est pas simple à obtenir et entretenir. Explications.

Durée : 04'02
CEA/ScienceetVieJunior.fr - janvier 2006

La réaction de fusion

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Deux isotopes

Deux isotopes possèdent le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons.

Se refroidisse

Le plasma se refroidit très vite, ce qui a pour conséquence de stopper les réactions de fusion. Ce « défaut » est aussi un avantage car il permettra, au moindre problème, de stopper très rapidement l'activité du réacteur.

Le plasma au quotien

Parmi les différents états de la matière, on oublie souvent d'en citer un : le plasma.
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Première étape de la fusion :

Faire fusionner le deutérium et le tritium, deux isotopes* de l'hydrogène. L'exercice n'est pas simple puisque ces deux noyaux positifs, par définition, se repoussent. Pour augmenter leurs chances de rencontre et de fusion, on injecte le mélange gazeux dans le tokamak, et on augmente la température à plus de 100 millions de degrés. Les atomes s'agitent alors de plus en plus, prennent de la vitesse et s'entrechoquent. Au cours de la manœuvre, les atomes se disloquent « véritablement » : les électrons, qui d'ordinaire gravitent autour du noyau, prennent leur indépendance. Ce mélange gazeux forme le plasma.

Vient alors un deuxième défi :

Réussir à conserver le plasma au même endroit, condensé, afin d'éviter qu'il ne se refroidisse*. Pour cela, le plasma est « piégé » dans des champs magnétiques très intenses (50 000 fois le champ terrestre), comme dans une cage virtuelle. Ces deux premières étapes sont aujourd'hui franchies. Les scientifiques tentent maintenant de mieux maîtriser le plasma et d'accroître sa production d'énergie.