B: Le fonctionnement
a: Le mécanisme de la fusion :
A l’origine de la fusion nucléaire, il y a la rencontre de 2 noyaux légers chargés positivement. La fusion de ces deux noyaux donne naissance à un noyau plus lourd et s’accompagne d’une très forte libération d’énergie. Cette énergie provient du fait qu’il y a un défaut de masse*, la masse qui a disparu lors de la réaction s'est transformée en énergie, une énergie considérable. La réaction de fusion la plus accessible par l’homme est la réaction impliquant le deutérium et le tritium. Ces deux noyaux légers, en se fondant l’un dans l’autre vont libéré un neutron et former un noyau plus lourd : l’hélium.
Cependant sur terre, cette réaction de fusion nucléaire n’est pas facile à obtenir, il y a plusieurs contraintes :
. Premièrement il faut pour cela que les noyaux surmontent la répulsion due à leurs charges électriques toutes deux positive (phénomène dit de barrière coulombienne).
. La seconde difficulté concerne les électrons. Les électrons sont des particules chargées négativement, tournant à une très grande vitesse autour du noyau et formant une sorte de "bouclier" qui va gêner ce rapprochement entre les deux atomes.
Malgré ces contraintes, les scientifiques on réussi à contourner ces lois de la physique :
. Afin de s'affranchir des lois de la répulsion électrostatique (qui comme nous l'avons dit plus haut entraîne la répulsion de particules de même charge). On va se servir de l’interaction forte*. Celle-ci assure la cohésion dans les noyaux. Elle permet aux protons du noyau de ne pas se repousser. Cette interaction n'agit qu'à une très courte distance, de l'ordre du femto mètre ( 10^-15 m), et si les noyaux se rapprochent à une distance inférieure ou égale à leurs diamètre, l'interaction forte prend le dessus sur l'interaction électrostatique et les protons du noyau ne sont plus repoussés. Cette approche est possible à une vitesse suffisamment élevée d’environ 1000 km.s
. Pour que le "bouclier" crée par les électrons disparaisse il va falloir que ceux-ci ne soient plus liés entre eux, ainsi chaque élément de l'atome sera indépendant et pourra se par la suite se "circuler" librement dans l'atome. Cet état de la où les électrons ne sont plus liés au noyau ni entre eux s'appelle le plasma* (4e état de la matière). C'est un gaz (essentiellement de l'hydrogène) complètement ionisé, très chaud dont la température varie entre 100 et 200 millions de degrés Celsius (du fait de l'extrême agitation des atomes). Sous la forme de plasma, les électrons ne seront plus un gène, et la vitesse nécessaire qui doit être atteinte par les atomes sera possible grâce à l’agitation de ceux-ci.