11/02/2013 - Des chercheurs UPM cherchent de nouveaux matériaux pour les réacteurs de fusion

Menéame

La Production d’énergie est un facteur essentiel pour la durabilité et le développement de la société. Étant donné les limites des systèmes de production actuels, la communauté scientifique s’efforce de trouver d’autres systèmes permettant de les utiliser. développement durable.

La énergie de fusion C’est l’une des options pour l’avenir, et c’est pourquoi une équipe de chercheurs Département de la science des matériaux et du Institut de fusion nucléaire de la Université polytechnique de Madrid (UPM) travaille à la mise au point de nouveaux matériaux qui couvrent l’intérieur du réacteur nucléaire, sans se détériorer par l’effet des rayonnements et des hautes charges thermiques en période de vie qui rendent ces réacteurs économiquement viables. Un argument similaire est celui qui est derrière la recherche menée sur des matériaux structurels pour les nouvelles générations de réacteurs à fission nucléaire (connu sous le nom de Génération III et IV).

Le travail des chercheurs " entend contribuer de manière significative à rendre possible le rêve de l’humanité d’avoir une source inépuisable d’énergie avec une grande efficacité, peu de déchets et intrinsèquement sûre " expliquent-ils. C’est ce qu’on obtient avec la fusion (union) de noyaux de méthamère et de tritium. Cette liaison, en cas de fusion inertielle, est obtenue par le chauffage (jusqu'à des températures de centaines de millions de degrés) du système, à la suite d’un processus de compression uniforme avec le laser ou les rayons X (jusqu'aux conditions de noyau stellaire, plusieurs centaines de grammes par centimètre cube) dont le travail mécanique se transforme en chaleur en une petite masse de matière, en progressant le réchauffement comme une onde thermique en expansion. "En définitive, il s’agit de reproduire ce qui se passe dans les étoiles, mais à plus petite échelle" ajoutent les experts.

La proposition des chercheurs de l’UPM est fondée sur le développement et la caractérisation des matériaux nanostructurés d’après Wolframio (W) pour le revêtement interne du réacteur. Ces matériaux sont considérés comme une alternative au W massif, matériau qui a été utilisé traditionnellement et qui a des limitations très importantes qui limitent la viabilité du réacteur.

Avantages de ce matériel

Le matériau développé par les experts consiste en revêtements de W nanostructurés constitués de colonnes d’un diamètre moyen d’environ 100 nanomètres (1 nm = 10-9 m). Les études mécaniques effectuées montrent que leur dureté est quatre fois plus grande que celle du W massif. En outre, des études menées sous irradiation montrent qu’en raison de la nanostructure, ce matériau présente des propriétés "auto-sanitaires." En d’autres termes, il est capable d’auto-éliminer une partie des dommages induits par l’irradiation, de sorte que le nouveau matériau est plus résistant à l’irradiation que le W massif. L’adhésion entre le revêtement nanostructuré et le substrat (acier ou autre) a également été étudiée avec d’excellents résultats même à des températures élevées.

Actuellement, on travaille à la conception des propriétés des revêtements sur la base des paramètres décrits dans les spécifications de conception en changeant les conditions de dépôt.

Le travail de ces chercheurs, qui est le fruit d’une étroite collaboration entre laboratoires nationaux et internationaux, est financé par des fonds provenant de projets scientifiques nationaux obtenus dans le cadre d’appels à la concurrence (MAT2012-38541-C02) et internationaux (AIB2010DE-00358, European Fusion Development Agreement, EFDA, High Power laser Energy Research, HIPER).

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