À l'aide d'un petit réacteur de banc, des chercheurs de l'Université de la Colombie-Britannique (UBC) ont démontré que le chargement électrochimique d'une cible métallique solide avec du carburant de deutérium peut augmenter les taux de fusion nucléaire.
La fusion magnétique à grande échelle – qui met les plasmas à des températures et une pression extrêmes – est largement exploré comme méthode de production d'énergie propre. L'expérience publiée dans Nature Prend une approche entièrement différente – avec un réacteur à température ambiante plus accessible utilisé pour étudier l'effet de la charge électrochimique sur les taux de réaction de fusion nucléaire.
L'équipe a chargé une cible métallique en palladium avec des concentrations élevées de carburant de deutérium d'un côté de la cible, en utilisant un champ de plasma pour charger le carburant, et de l'autre, en utilisant une cellule électrochimique supplémentaire pour charger le carburant.
« L'objectif est d'augmenter la densité de carburant et la probabilité de collisions de deutérium-deutérium et, par conséquent, des événements de fusion », explique le professeur Curtis P. Berlinguette, auteur correspondant de l'article et éménagement éminendu universitaire à l'UBC.
« En utilisant l'électrochimie, nous avons chargé beaucoup plus de deutérium dans le métal – comme le carburant en prolongation dans une éponge. Une volte d'électricité a atteint ce qui nécessite normalement 800 atmosphères de pression. Bien que nous n'ayons pas atteint le gain d'énergie net, l'approche a augmenté les taux de fusion d'une manière dont d'autres chercheurs peuvent reproduire et nous construire. »
La charge électrochimique du deutérium dans la cible de palladium a augmenté les taux de fusion de deutérium-deutérium en moyenne de 15% par rapport à la charge du palladium cible en utilisant le champ de plasma seul.
Bien que le boost de performance soit modeste, c'est la première démonstration de la fusion nucléaire deutérium-deutérium en utilisant ces techniques: l'implantation d'ions immersion du plasma et la charge électrochimique. L'expérience a encore utilisé plus d'énergie qu'il n'en a créé.
« Nous espérons que ce travail aide à sortir la science de la fusion des laboratoires nationaux géants et sur le banc de laboratoire », ajoute le professeur Berlinguette.
« Notre approche rassemble la fusion nucléaire, la science des matériaux et l'électrochimie pour créer une plate-forme où les méthodes de chargement du carburant et les matériaux cibles peuvent être systématiquement réglés. Nous voyons cela comme un point de départ – celui qui invite la communauté à itérer, à affiner et à s'appuyer dans l'esprit d'une enquête ouverte et rigoureuse. »
La fusion nucléaire – énergie libérée de la combinaison des noyaux atomiques, comme se produit au soleil – est plus puissant que la fission (noyaux de division) et crée des déchets radioactifs moins dangereux.
Le réacteur Thunderbird
Le réacteur Thunderbird est un accélérateur de particules de taille banc sur mesure conçu pour améliorer électrochimiquement les taux de fusion nucléaire du deutérium-deutérium. Les trois principaux composants du réacteur sont un propulseur de plasma, une chambre à vide et une cellule électrochimique.
La première démonstration de la fusion nucléaire deutérium – deutérium date de 1934, lorsque les chercheurs ont bombardé une cible de métal solide, plaqué de matériau deutéré, avec des ions de deutérium à haute énergie.
En 1989, les chercheurs ont affirmé que la chaleur anormale avait été générée lors de l'électrolyse de l'oxyde de deutérium à l'aide d'une cathode de palladium – en attribuant la chaleur à la fusion nucléaire des ions deutérium.
Le résultat n'a pas pu être validé indépendamment et la recherche de fusion froide a été effectivement bannie de la science dominante. La nouvelle expérience n'a pas mesuré la chaleur – elle a mesuré des signatures nucléaires dures comme les neutrons, qui sont des preuves directes de fusion.
Le professeur Berlinguette et les travaux les plus récents de son équipe s'appuient sur leur travail avec un « groupe de pairs » multi-institutionnel multi-institutionnel qui a été convoqué par Google en 2015 pour réévaluer Cold Fusion.
Le groupe de pairs a rendu public ses efforts à travers un Nature Perspective en 2019 intitulée «Revisiter le cas froid de la fusion froide». Ils n'ont trouvé aucune preuve à l'appui de Cold Fusion, mais ont identifié plusieurs lignes d'enquête qui méritaient une exploration plus approfondie.
