2023 Nature Ten People Out : Des femmes scientifiques à allumage par fusion laser sur la liste !

Aujourd'hui, la revue scientifique internationale de premier plan "Nature" (Nature) a annoncé la liste annuelle 2023 des dix principales personnalités scientifiques (Nature's 10) - cette liste est conçue pour sélectionner 10 cette année, tous les événements scientifiques majeurs auront une place dans les personnages, son autorité et ces tâches ont conduit à une série de découvertes et de progrès étonnants.
En plus de l'annonce qui a fait la une des journaux selon laquelle ChatGPT a été sélectionnée parmi les 10 meilleures personnes de l'année par Nature, il convient de noter qu'une scientifique ayant des liens étroits avec l'industrie du laser figure également sur la liste. Elle est - "allumage" par fusion laser - Annie Kritcher (Annie Kritcher).
Annie Kritcher, physicienne et conceptrice en chef du National Ignition Facility des États-Unis, affirme que la fusion n'est pas une question de « si », mais de « quand ». Elle espère que les lasers joueront un rôle : "J'adorerais y participer."
La principale raison donnée à Annie Kritcher dans la liste des 10 de Nature est que la physicienne a aidé le NIF à produire des réactions nucléaires autrefois observées uniquement dans les bombes à hydrogène et les étoiles. "Ce physicien a contribué à réaliser le premier gain d'énergie."
Voici plus d'informations sur elle dans la liste de Nature :
La physicienne Annie Kritcher aborde l’année 2023 avec un élan d’optimisme.
Il y a quelques semaines, elle a aidé le National Ignition Facility (NIF) du ministère américain de l'Énergie à atteindre un objectif que les laboratoires du monde entier n'ont pas réussi à atteindre depuis des décennies : presser les atomes si étroitement les uns contre les autres qu'ils subissent une fusion nucléaire, produisant plus d'énergie que l'énergie atomique. la réaction consomme.
Cependant, après avoir atteint cette étape expérimentale, connue sous le nom d'« allumage », la pression était forte pour recommencer.
La National Ignition Facility (NIF), d'un coût de 3,5 milliards de dollars, située au Lawrence Livermore National Laboratory en Californie, a été conçue à l'origine pour renforcer la science des armes nucléaires. Ses progrès pourraient également contribuer à faire de la fusion nucléaire une source d’énergie sûre, propre et pratiquement illimitée, et les expériences réussies du NIF l’année dernière en ont surpris plus d’un. L’expérience « d’allumage » avait dix ans de retard sur le calendrier prévu, et certains ont commencé à craindre que l’objectif soit tout simplement hors de portée. En tant que concepteur principal de l'expérience principale de fusion, Kritcher et son équipe ont immédiatement entrepris de prouver que le NIF pouvait réaliser un allumage de manière fiable.
Il est souvent difficile de mener des recherches à enjeux élevés sans hauts et bas : l’équipe a fait sa première tentative en juin, avec des résultats médiocres. "Ça peut devenir fou et je suis stressé." » dit Kritcher.
Eh bien, lors de la tentative suivante, ils ont réussi. Le 30 juillet, le faisceau laser 192-de l'installation a délivré 2,05 mégajoules d'énergie à des particules gelées des isotopes de l'hydrogène, deutérium et tritium, en suspension dans un cylindre d'or. L'implosion qui en a résulté a provoqué la libération d'énergie des isotopes lors de leur fusion en hélium, produisant des températures six fois plus élevées que celles du noyau solaire. Ces réactions ont produit un record de 3,88 mégajoules d’énergie de fusion.
D'autres installations sont nécessaires pour produire suffisamment d'énergie de fusion sur une période plus longue, notamment les réacteurs tokamak, qui utilisent de puissants champs magnétiques pour confiner les réactions de fusion. Cette technologie a été développée dans le cadre du projet ITER, une collaboration internationale de 22 milliards de dollars. Cependant, jusqu'à la réalisation du NIF, aucun laboratoire n'avait jamais produit une réaction de fusion avec une capacité dépassant sa consommation (c'est-à-dire un « gain net »).
Kritcher et son équipe ont poursuivi leur succès de juillet avec deux autres tentatives d'allumage en octobre, réussissant quatre tentatives sur six. Ils se préparent à une capacité de « gain net » plus élevée l’année prochaine. Ce faisant, les scientifiques du NIF ont ouvert la porte à la recherche et contribué à alimenter une vague d’optimisme quant à l’avenir de l’énergie de fusion.
Le NIF est conçu pour aider les scientifiques du gouvernement à garantir la sécurité et la fiabilité de l'arsenal nucléaire américain sans avoir recours à des explosions expérimentales, mais ce n'est pas ce qui a initialement attiré Kritcher vers le laboratoire. elle a commencé ses recherches sur l'énergie de fusion lors d'un stage d'été à Livermore en 2004 et a rapidement jeté son dévolu sur le NIF comme l'un des rares endroits au monde où les réactions de fusion sont étudiées, avant de commencer ses études supérieures. l'un des rares endroits sur la planète où l'on peut étudier les réactions de fusion.
Elle a rejoint le NIF en 2012 et en est devenue la conceptrice principale en 2016. Depuis lors, elle dirige une équipe qui analyse les données expérimentales et utilise des modèles informatiques pour concevoir des expériences visant à atteindre et à augmenter les rendements de fusion en ajustant des paramètres tels que la taille et la configuration des cibles. et l'énergie et la synchronisation de divers faisceaux laser. Une fois que son équipe a terminé la conception, l’équipe expérimentale du laboratoire prend en charge l’allumage des lasers et la collecte des données.
Roger Falcone, physicien à l'Université de Californie à Berkeley, déclare : "Anne est une excellente étudiante qui se consacre à son travail". Il a commencé à travailler avec Kritcher alors qu'elle était étudiante diplômée et a poursuivi ses premiers travaux au NIF. Au cours de cette période, a-t-il déclaré, elle a démontré ses prouesses dans la conception d'expériences laser conçues pour tester le comportement des matériaux lorsqu'ils sont comprimés à des températures et des pressions extrêmes.
Ces compétences ont placé Kritcher au cœur du programme de fusion en 2016. À l’époque, les rendements énergétiques des expériences de fusion stagnaient et le scientifique en chef du NIF, Omar Hurricane, souhaitait ouvrir une nouvelle voie. Et Kritcher s'est avancé avec des idées que Hurricane dit: "Elle était à fond." À partir de là, elle est devenue l’une des principales créatrices du NIF.
Kritcher et son équipe ont passé les années suivantes à analyser les données et à apporter des ajustements de conception aux résultats des principales expériences du NIF. En plus d’apporter diverses modifications à la cible, ils ont pu utiliser les améliorations pour augmenter l’énergie laser globale disponible. En conséquence, ils ont réussi à fusionner avec une régularité croissante.
Une fois la cible d'allumage formelle en place, Kritcher a commencé à travailler sur une nouvelle série d'expériences visant à augmenter à nouveau le rendement en injectant davantage d'énergie laser dans une capsule cible plus épaisse. Cela pourrait représenter un autre pas en avant dans l'objectif du NIF d'atteindre des rendements de l'ordre de plusieurs dizaines de térajoules et au-delà.
À long terme, elle estime qu'avec quelques améliorations, l'installation sera en mesure d'atteindre ses objectifs et d'augmenter les rendements d'un ordre de grandeur, ce qui permettra aux scientifiques de commencer à travailler sur un prototype de réacteur à énergie de fusion laser. La question n’est pas de savoir « si » l’énergie de fusion arrivera, a-t-elle dit, mais « quand », et elle espère que le laser fonctionnera.
"Je pense que c'est une excellente possibilité", a-t-elle déclaré, "et j'adorerais y participer."