La Chine fait un saut audacieux dans l’énergie de fusion

Dans le terrain rocheux de la province chinoise du Sichuan, un immense bâtiment en forme de X augmente rapidement, ses bras sillonnants s’étendant vers l’extérieur dans un design audacieux et futuriste. D’après le point de vue d’un satellite, ce pourrait être juste un autre mégaproject ambitieux dans un pays connu pour construire rapidement et penser grand. Mais pour certains observateurs du développement de la technologie chinoise, c’est encore plus de preuves que Chine Peut être sur le point de s’avancer dans l’une des races technologiques les plus consécutives de notre temps: la quête pour réaliser commercial fusion nucléaire.

Fusion—Le processus qui alimente les étoiles – se présente presque illimité énergie propresans les déchets radioactifs et le risque de fusion de fission. Mais la construction d’un réacteur qui peut soutenir la fusion nécessite un niveau extraordinaire de précision scientifique et d’ingénierie.

L’installation en forme de X en construction à Mianyang, Sichuan, semble être un laser massif fusion facilité; Ses quatre bras longs, probablement des baies laser, pourraient concentrer une énergie intense sur une chambre centrale. Les analystes qui ont examiné les dossiers d’images et d’approvisionnement satellite disent qu’il ressemble aux États-Unis Installation nationale d’allumage (NIF)mais est nettement plus grand. D’autres ont émis l’hypothèse que cela pourrait être un énorme Machine Z-Pinch—Un appareil compatible de fusion qui utilise un courant électrique extrêmement puissant pour compresser plasma dans une colonne étroite et dense.

«Même si la Chine n’est pas en avance en ce moment», dit Decker Evethanalyste à l’organisme à but non lucratif de recherche CNA« Lorsque vous regardez à quelle vitesse ils construisent des choses et la volonté financière pour construire ces installations à grande échelle, la trajectoire n’est pas favorable aux États-Unis »

La fusion est un marathon, pas un sprint – et la Chine se révèle pour gagner.

D’autres programmes chinois plasmatiques de physique ont également pris de l’élan. En janvier, des chercheurs de Tokamak supraconducteur avancé expérimental (est)—Nick noué le «Soleil artificiel» – a déclaré le maintien du plasma à plus de 100 millions de ° C pendant plus de 17 minutes. (UN tokamak est un dispositif en forme de noix qui utilise champs magnétiques Pour limiter le plasma pour fusion nucléaire.) Opérationnel depuis 2006, l’Est est basé à Hefei, dans la province d’Anhui, et sert de banc d’essai pour les technologies qui alimenteront les réacteurs de fusion de nouvelle génération.

Non loin de l’est, le gouvernement chinois construit le Installation complète de recherche pour la technologie de fusion (artisanat), Un complexe de 40 hectares qui développera l’ingénierie sous-jacente pour les futures machines de fusion. Les résultats de l’est et de l’artisanat alimenteront la conception du Réacteur de test d’ingénierie de Fusion China (CFETR), envisagé comme un pont critique entre expérimental et commercial puissance de fusion. La conception technique de CFETR a été achevée en 2020 et appelle à utiliser aimants supraconducteurs à haute température Pour développer ce que les machines comme l’Est ont commencé.

Pendant ce temps, sur l’île Science Yaohu à Nanchang, dans le centre de la Chine, le gouvernement fédéral se prépare à lancer Xinghuo—Le premier hybride de fusion de fusion au monde centrale électrique. Prévu pour la connexion de la grille d’ici 2030, le réacteur utilisera une énergie élevée neutrons des réactions de fusion au déclencheur fission Dans les matériaux environnants, augmenter la production d’énergie globale et potentiellement réduire les déchets radioactifs à longue durée de vie. Xinghuo vise à générer 100 mégawatts d’électricité continue, suffisamment pour alimenter environ 83 000 maisons de taille américaine.

Pourquoi la Chine double la fusion

Pourquoi une poussée aussi agressive? Énergie de fusion s’aligne parfaitement avec trois des principales priorités de la Chine: sécuriser l’énergie intérieure, réduisant émissions de carboneet remporter l’avenir de la haute technologie – un pilier du président Xi Jinping Agenda «grand rajeunissement».

«La fusion est une technologie énergétique de nouvelle génération», dit Jimmy Goodrichun conseiller principal pour l’analyse technologique à Rand Corp. «Celui qui maîtrise, il bénéficiera d’énormes avantages – économiquement, stratégiquement et du point de vue de la sécurité nationale.»

Le long développement nécessaire pour commercialiser la fusion s’aligne également sur l’économie politique de la Chine. La fusion nécessite un capital du patient. Le gouvernement chinois n’a pas besoin de répondre aux électeurs ou aux actionnaires, et il est donc particulièrement adapté pour financer la R&D de fusion et attendre un gain qui peut prendre des décennies.

Dans le États-Unisen revanche, Fusion Momentum s’est éloigné des projets financés par le gouvernement à des entreprises privées comme Systèmes de fusion du Commonwealth, Héliceet Technologies Tae. Ces Startups de fusion ont capturé des milliards capital-risquesurfant sur une vague d’intérêt des milliardaires technologiques dans l’espoir de pouvoir, entre autres, le centres de données d’un avenir axé sur l’IA. Mais ce modèle a des vulnérabilités. Si la demande de centres de données avides d’énergie ralentit ou que les sentiments du marché se tournent, le financement pourrait se tarir rapidement.

«L’avenir de la fusion pourrait se résumer auquel le modèle d’investissement s’avère plus résilient», explique Goodrich. «S’il y a un ralentissement de l’IA ou de la demande de centre de données, nous (fusion) startups pourrait voir le financement évaporer. En revanche, il est peu probable que les entreprises de fusion chinoises soient confrontées au même risque, car le soutien du gouvernement soutenu peut les protéger de la turbulence du marché. »

L’équation des talents change également. En mars, physicien plasma Chang Liu quitté Laboratoire de physique du plasma de Princeton pour rejoindre un programme de fusion à l’Université de Pékin, où il avait obtenu son diplôme de premier cycle. Au Princeton Laborat, Liu a été le pionnier d’une méthode prometteuse pour réduire l’impact des dommages électrons en fuite Dans les plasmas de Tokamak.

«L’avenir de la fusion pourrait se résumer auquel le modèle d’investissement s’avère plus résilient.» —Jimmy Goodrich, Rand Corp.

La décision de Liu illustre une tendance plus large, dit Goodrich. «Lorsque le gouvernement chinois donne la priorité à un secteur de développement, une augmentation du financement et des incitations suit rapidement», dit-il. «Pour les scientifiques et les ingénieurs respectés aux États-Unis ou en Europe, la possibilité de (déménager en Chine) de voir leurs idées industrialisées et commercialisées peut être un tirage puissant.»

Pendant ce temps, la Chine développe son propre talent. Les universités et les laboratoires de Hefei, Mianyang et Nanchang forment une génération de physiciens et d’ingénieurs à mener en science de la fusion. En moins d’une décennie, la Chine pourrait avoir un vaste pipeline autonome d’experts.

L’échelle et l’ambition de l’effort de fusion de la Chine sont difficiles à manquer. Les analystes disent que l’installation à Mianyang pourrait être 50% supérieure à celle du NIF, qui 2022 est devenu le premier projet de fusion-énergie à réaliser le seuil de rentabilité scientifique—Production de 3,15 mégajoules d’énergie à partir d’une entrée de 2,05 mégajoules.

Il y a aussi des implications militaires. L’Eveth de CNA note que bien que le projet Mianyang puisse aider à la recherche sur l’énergie, cela renforcera également la capacité de la Chine à simuler armes nucléaires Tests. «Qu’il s’agisse d’une installation de fusion laser ou d’une machine à pince à z, vous envisagez une augmentation assez significative de la capacité chinoise à mener une miniaturisation armes expériences et stimuler leur compréhension des divers matériaux utilisés dans les armes », explique Eveth.

Ces nouvelles installations sont susceptibles de dépasser les capacités américaines pour certains types de développementAvertit Eveleth. Alors que Los Alamos Et d’autres laboratoires nationaux américains vieillissent, la Chine construit des frais et installe les dernières technologies dans de nouveaux bâtiments brillants.

Les États-Unis mènent toujours dans la créativité scientifique et la diversité des startups, mais l’effort de fusion américain reste relativement fragmenté. Pendant l’administration Biden, le gouvernement américain a investi environ 800 millions de dollars par an dans la recherche de fusion. Chine, selon les États-Unis Département de l’énergieinvestit jusqu’à 1,5 milliard de dollars par an – bien que certains analystes disent que le montant pourrait être deux fois plus élevé.

La fusion est un marathon, pas un sprint – et la Chine se révèle pour gagner. Soutenu par une stratégie nationale coordonnée, un financement généreux et une base de talents en pleine expansion, Pékin ne chasse pas seulement l’énergie de fusion – elle se positionne pour dominer le domaine.

«C’est un moment de la Renaissance pour les énergies avancées en Chine», explique Goodrich, qui soutient qu’à moins que les États-Unis ne augmentent les investissements et le soutien publics, il pourrait bientôt se retrouver à l’est vers l’est de l’avenir de la fusion. Les prochaines années seront décisives, disent lui et d’autres. Les réacteurs augmentent. Les scientifiques déménagent. Les délais se resserrent. Quelle que soit la nation qui exploite la première énergie de fusion pratique qui n’éclairera pas les villes. Il peut également remodeler l’équilibre des puissances mondiales.