CE30 - Physique de la matière condensée et de la matière diluée

Comment la désorption et l'adsorption de l'hydrogène sur le tungstène sont influencées par l'oxygène et l'azote ? – DALTON

Résumé de soumission

L’expérience de fusion nucléaire ITER vise à démontre qu’un tokamak peut produire 10 fois plus d’énergie qu’il n’en consomme. Un tokamak confine, chauffe et fusionne un plasma d’isotopes de l’hydrogène (le carburant D/T) en des produits de fusion (He et neutron). L’He, D et T sont évacués vers le divertor, des composants face au plasma (CFP) en tungstène (W). Pour la réussite d’ITER, une compréhension détaillée des interactions du W avec le deutérium (D) et le tritium (T) est nécessaire puisque T est rare et radioactif.
Les interactions de D/T/He avec le W impactent les réacteurs de fusion aux faibles et grandes échelles temporelles. Sur le temps long puisque les interactions avec D/T/He endommagent le W, un problème de sureté. Sur de faibles échelles temporelles car les interactions de D/T avec les surfaces de W définissent le coefficient de recyclage, un paramètre central qui traduit la proportion du carburant qui revient dans le plasma après avoir interagit avec les CFP. Puisque les simulations multi-échelles du plasma de fusion sont coûteuses en calculs, le recyclage est traditionnellement considéré comme constant. Cependant, des simulations récentes ont montré que, suivant les conditions locales du plasma de bord, le coefficient de recyclage peut grandement varier, ce qui pourrait alimenter des instabilités tels qu’un détachement et/ou un ré-attachement du plasma. Dans les dix dernières années, plusieurs expériences de laboratoires et de tokamaks ont démontré que les processus de surface sur les CFP en W étaient importants, particulièrement en présence d’impuretés. Il apparait donc que l’obtention d’une meilleure compréhension du recyclage de D/T sur le W en présence d’impuretés est d’actualité.
Dans le projet DALTON, nous proposons d’associer des méthodes de Physique expérimentale fondamentale et de Chimie théorique pour mieux comprendre le rôle des impuretés naturelle (oxygène, O) et injectée (azote, N) dans le recyclage du carburant D/T sur le W.

Coordination du projet

Régis Bisson (Université Aix-Marseille)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

PIIM Université Aix-Marseille
Donostia International Physics Center
ISM Université de Bordeaux

Aide de l'ANR 302 840 euros
Début et durée du projet scientifique : septembre 2022 - 48 Mois

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