Le tritium est rare. Ce n’est fondamentalement pas là.
Nous en avons évidemment besoin pour la fusion nucléaire. Les réacteurs tokamak en forme de beignet fonctionnent avec un mélange de deutérium et de tritium. Deutérium? Stable, partout. Tritium ? Radioactifs, éphémères, presque invisibles sur Terre, à l’exception de ces traces nées des rayons cosmiques de notre haute atmosphère.
Lorsque ces deux isotopes de l’hydrogène fusionnent, le gain est appréciable. Un noyau d’hélium, un neutron libre, 17,6 millions d’électronvolts d’énergie libérés. La vitesse de réaction est élevée. Le rendement est énorme.
C’est ce que nous avons de mieux en matière d’énergie de fusion.
Mais on ne peut pas alimenter un futur réseau électrique avec des quantités infimes. Les scientifiques doivent en « reproduire » davantage.
Entrez dans les ordinateurs quantiques. Pas n’importe quels supercalculateurs, en particulier une approche centrée sur le quantique empruntée à un domaine totalement différent.
“Les ordinateurs quantiques sont des outils clés qui accélèrent les découvertes… nécessaires pour produire suffisamment de trit.”
Tom Beck, Laboratoire national d’Oak Ridge
La Cleveland Clinic utilise ces techniques pour simuler des protéines. Des chercheurs d’Oak Ridge, d’IBM et de l’État du Michigan ont pensé qu’ils pourraient appliquer le même muscle à la fusion. Ils se sont tournés vers une substance appelée FLiBe.
Qu’est-ce que FLiBe ? Un sel fondu. Fluorure de lithium et fluorure de béryllium mélangés.
Dans un réacteur, FLiBe se trouve dans la « couverture de reproduction ». Il absorbe les neutrons parasites issus de la réaction de fusion et convertit le lithium en tritium frais. Simple en théorie. Compliqué en pratique car les interactions atomiques à l’intérieur de ce sel fondu sont un cauchemar à calculer en utilisant la physique classique.
L’équipe a donc laissé libre cours aux simulateurs quantiques.
Ils ont trouvé neuf configurations moléculaires distinctes. Juste neuf.
Pourquoi est-ce important ?
Avant cela, il fallait deviner. Vous avez mélangé des sels dans un laboratoire, les avez chauffés à des températures infernales, attendu pour voir si quelque chose explosait ou produisait du carburant et prié pour obtenir des données. C’était lent. C’était cher. Cela ne menait souvent nulle part.
Maintenant? Ils peuvent voir la structure électronique. Le comportement atomique. La force du lien. Le tout in silico.
Ils savent quelles configurations valent la peine avant même de chauffer le sel.
Est-ce que c’est fait ? Non, il s’agit d’un travail de simulation. Une prépublication sur arXiv, rien de plus pour l’instant. Ils doivent encore retourner dans le monde physique pour voir si les atomes se comportent réellement comme le prédit le modèle quantique.
La fusion est restée bloquée en laboratoire depuis des décennies. Bien sûr, Lawrence Livermore a finalement atteint le seuil de rentabilité fin 2032 – attendez, 2022. Plus d’énergie sortante que entrante. Et nous maintenons le plasma plus chaud plus longtemps ; un record récent était de 1 337 secondes, ce qui semble être une éternité pour la physique des plasmas.
Mais cela ne signifie pas grand-chose si vous tombez en panne de carburant.
Jerry Chow d’IBM qualifie cela de « pratique ». Peut être. Les ordinateurs quantiques ne sont pas encore parfaits, la mise à l’échelle reste un casse-tête et simuler la chimie n’est pas la même chose que construire une centrale électrique.
C’est cependant une étape prometteuse. Celui où l’ordinateur arrête de deviner et commence à montrer la voie.
Que se passe-t-il lorsque les tests en laboratoire échouent ? Nous ne le savons pas encore. Mais les outils sont plus tranchants qu’avant.
