Fusion nucléaire: ENEA développe un système laser innovant pour surveiller les réacteurs
La technique LIBS a été utilisée pour la première fois sur le réacteur à réaction pour surveiller l'érosion et la contamination des murs internes en temps réel, fournissant des données utiles pour les futurs réacteurs de fusion tels que la procédure et la démo
Une équipe de recherche européenne, coordonnée par ENEA, a développé un système laser qui vous permet de Analyser la composition chimique des murs internes du Torus européen conjoint (jet)l'un des plus grands réacteurs expérimentaux a fusion nucléaire. La technique utilisée permet d'effectuer des mesures de temps réel sans retirer les composants exposés au plasma.
L'activité a été réalisée dans le contexte de Consortium Eurofusionavec l'implication de plusieurs instituts de recherche. Au-delà ÉNÉEle Forschungszentrum Jülich (Allemagne), la recherche technique VTT (Finlande), la Ukaea (Royaume-Uni), leIpplm de Varsovie (Pologne) et des universités comme le Université Comenius de Bratislava, leUniversité Tartu et leInstitut de physique solide de l'Université de Lettonie.
Le système LIBS pour l'analyse des murs des réacteurs de fusion
L'analyse a été réalisée à l'aide de la technologie LIBS (spectroscopie à rupture éduite laser)qui vous permet d'identifier la composition des matériaux des murs du réacteur. Cette technique vous permet également d'identifier la présence de Hydrogène, Deuterio et TrizioIsotopes utilisés comme carburant dans les réacteurs de fusion.
Le système, installé dans le chambre vide du jeta analysé des centaines de points sur les murs internes, montrant que la technologie est capable de détecter les variations de la composition chimique des matériaux sans modifier la structure.
Fonctionnement de la technique des LIBS
Le système LIBS a été monté sur un Bras robotique à distance du jet. Le laser affecte la surface du réacteur, générant un micro-explosion qui vaporise une petite quantité de matériau. La lumière émise par les atomes vaporisés est analysée avec un spectromètre, qui détermine composition chimique.
Deuxième Salvatore Almavivachercheur du département nucléaire ENEA, le système LIBS pourrait également être appliqué aux réacteurs de nouvelle génération:
Dans les futurs dispositifs de fusion tels que le processus et la démo, le plasma peut éroder les murs internes et déposer le matériau retiré dans d'autres zones du réacteur. Nos analyses confirment la présence de ces dépôts, qui incluent également du combustible nucléaire, comme Deuterio et Trizio. Surveiller ces phénomènes seront essentiels pour garantir l'efficacité de l'innocuité et de l'opération des réacteurs de fusion.
Surveillance in situ pour les réacteurs de nouvelle génération
Actuellement, l'analyse des murs des réacteurs se déroule dans le laboratoire après les campagnes expérimentales. Dans les réacteurs de nouvelle génération, un Surveillance in situqui vous permet d'effectuer des mesures sans retirer les composants et sans interrompre les opérations du réacteur.
En plus du développement du système, l'équipe de recherche analyse i données collectées. Les résultats préliminaires en indiquent un Mauvaise contamination de Trizio dans le jet, mais confirmez les phénomènes de Érosion et redéposition des matériaux des murs.
La recherche fait partie d'une voie d'étude déjà lancée dans le passé. Un premier prototype basé sur la technologie LIBS a en fait été testé sur le réacteur FTU (mise à niveau Frascati Tokamak)opérationnel jusqu'à il y a quelques années au Frascati Research Center.
Les résultats du projet seront présentés au 20e Conférence internationale sur les matériaux et les composants pour les applications de fusionprévu en mai 2025 dans Slovènie.
Source: ÉNÉE
