Tokamakthumb|Vue intérieure du tore du Tokamak à configuration variable (TCV), dont les parois sont recouvertes de tuiles de graphite. Un tokamak est un dispositif de confinement magnétique expérimental explorant la physique des plasmas et les possibilités de produire de l'énergie par fusion nucléaire. Il existe deux types de tokamaks aux caractéristiques sensiblement différentes, les tokamaks traditionnels toriques (objet de cet article) et les tokamaks sphériques.
Fusion par confinement magnétiqueLa fusion par confinement magnétique (FCM) est une méthode de confinement utilisée pour porter une quantité de combustible aux conditions de température et de pression désirées pour la fusion nucléaire. De puissants champs électromagnétiques sont employés pour atteindre ces conditions. Le combustible doit au préalable être converti en plasma, celui-ci se laisse ensuite influencer par les champs magnétiques. Il s'agit de la méthode utilisée dans les tokamaks toriques et sphériques, les stellarators et les machines à piège à miroirs magnétiques.
Thermal runawayThermal runaway describes a process that is accelerated by increased temperature, in turn releasing energy that further increases temperature. Thermal runaway occurs in situations where an increase in temperature changes the conditions in a way that causes a further increase in temperature, often leading to a destructive result. It is a kind of uncontrolled positive feedback. In chemistry (and chemical engineering), thermal runaway is associated with strongly exothermic reactions that are accelerated by temperature rise.
ITERLe réacteur thermonucléaire expérimental international, ou ITER (acronyme de l'anglais International thermonuclear experimental reactor, également mot latin signifiant « chemin » ou « voie »), est un projet international de réacteur nucléaire de recherche civil à fusion nucléaire de type tokamak, situé à proximité immédiate du centre d’études nucléaires de Cadarache à Saint-Paul-lez-Durance (Bouches-du-Rhône, France). Le projet de recherche s'inscrit dans une démarche à long terme visant à l'industrialisation de la fusion nucléaire.
Tokamak sphériquethumb|Intérieur d'un tokamak sphérique. Un tokamak sphérique est un dispositif de confinement magnétique de plasma de type tokamak permettant d'obtenir des réactions de fusions de nucléons. Un tokamak sphérique a un solénoïde central beaucoup plus fin qu'un tokamak classique. Une telle installation serait susceptible d'être utilisée pour produire de l'électricité.
Joint European TorusJET est un acronyme de l'anglais Joint European Torus (littéralement Tore commun européen) désignant le plus grand tokamak existant, situé au Culham Science Center, à Abingdon, près d'Oxford au Royaume-Uni, jusqu'à la construction d'ITER. Sa construction a débuté en 1979 et il a produit son premier plasma en 1983. Il résulte d'une collaboration entre les différents laboratoires nationaux européens, dans le cadre de l'Euratom. Il réalise la fusion nucléaire entre le deutérium et le tritium qui semblent les matériaux les plus appropriés pour les futurs réacteurs nucléaires.
Étoile binaireEn astronomie, une étoile binaire ou binaire, appelée aussi système (stellaire) binaire ou étoile double physique, est un type de système binaire composée de deux étoiles orbitant autour d'un centre de gravité commun. Le terme « étoile binaire » a apparemment été inventé par William Herschel en 1802 pour indiquer . Au , des étoiles binaires sont classées en différents types selon leurs propriétés observables : binaire visuelle, binaire astrométrique, binaire spectroscopique et binaire à éclipses.
Énergie de fusion nucléairevignette| L'expérience de fusion magnétique du Joint European Torus (JET) en 1991. L'énergie de fusion nucléaire est une forme de production d'électricité du futur qui utilise la chaleur produite par des réactions de fusion nucléaire. Dans un processus de fusion, deux noyaux atomiques légers se combinent pour former un noyau plus lourd, tout en libérant de l'énergie. De telles réactions se produisent en permanence au sein des étoiles. Les dispositifs conçus pour exploiter cette énergie sont connus sous le nom de réacteurs à fusion nucléaire.
Naine blanchevignette| est une naine blanche visible comme un petit point en bas à gauche de , beaucoup plus brillante. Si ce système était observé dans le domaine des rayons X, Sirius B apparaîtrait alors plus brillante que son compagnon du fait que sa surface est significativement plus chaude. Photographie prise le 15 octobre 2003 par le télescope spatial Hubble. Une naine blanche est un objet céleste de forte densité, issu de l'évolution d'une étoile de masse modérée (de trois à quatre masses solaires au maximum) après la phase où se produisent des réactions thermonucléaires.
Étoile de BarnardLétoile de Barnard est une étoile de la constellation zodiacale d'Ophiuchus. Cette naine rouge, variable de type BY Draconis, est l'étoile connue dont le mouvement propre est le plus élevé (10,3′′ par an). Elle est nommée en l'honneur de l'astronome américain Edward E. Barnard qui découvrit cette propriété en 1916. Située à une distance de , c'est la quatrième étoile la plus proche du Système solaire. Elle est cependant invisible à l'œil nu en raison de sa faible luminosité.
Naine bruneUne naine brune est, d'après la définition provisoire adoptée, en 2003, par l'Union astronomique internationale, un objet substellaire dont la vraie masse est inférieure à la masse minimale nécessaire à la fusion thermonucléaire de l'hydrogène mais supérieure à celle nécessaire à la fusion thermonucléaire du deutérium, correspondant à une masse située entre 13 et 75 fois la masse de Jupiter (MJ). En d'autres termes, il s'agit d'un objet insuffisamment massif pour être considéré comme une étoile mais plus massif qu'une planète géante.
Effondrement gravitationnelthumb|220x220px|Scénario simplifié d'effondrement gravitationnel du cœur d'une étoile : (a) Une étoile massive et évoluée présente une structure en coquilles concentriques (structure type oignon) d'éléments qui subissent une fusion. Un noyau de fer inerte se forme par la fusion du silicium présent dans l'enveloppe la plus interne. (b) Ce noyau de fer atteint la masse de Chandrasekhar et commence à s'effondrer, le noyau externe (flèches noires) se déplaçant à une vitesse supersonique tandis que le noyau interne plus dense (flèches blanches) voyage subsoniquement ; (c) Le noyau interne se comprime en neutrons et l'énergie gravitationnelle se transforme en neutrinos.
Neutral-beam injectionNeutral-beam injection (NBI) is one method used to heat plasma inside a fusion device consisting in a beam of high-energy neutral particles that can enter the magnetic confinement field. When these neutral particles are ionized by collision with the plasma particles, they are kept in the plasma by the confining magnetic field and can transfer most of their energy by further collisions with the plasma. By tangential injection in the torus, neutral beams also provide momentum to the plasma and current drive, one essential feature for long pulses of burning plasmas.
Particle beamA particle beam is a stream of charged or neutral particles. In particle accelerators, these particles can move with a velocity close to the speed of light. There is a difference between the creation and control of charged particle beams and neutral particle beams, as only the first type can be manipulated to a sufficient extent by devices based on electromagnetism. The manipulation and diagnostics of charged particle beams at high kinetic energies using particle accelerators are main topics of accelerator physics.
Gas-fired power plantA gas-fired power plant (sometimes referred to as "gas-fired power station" or "natural gas power plant") is a thermal power station that burns natural gas to generate electricity. Gas-fired power plants generate almost a quarter of world electricity and are significant sources of greenhouse gas emissions. However, they can provide seasonal, dispatchable energy generation to compensate for variable renewable energy deficits, where hydropower or interconnectors are not available.
