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Les couvertures tritigčnes
Rôle
des couvertures
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Dans un tokamak, la
couverture est l’objet situé immédiatement derričre la premičre
paroi (Cf figure ci-contre).
Schéma simplifié d'un
réacteur de fusion. |
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Ses principales fonctions sont les suivantes
:
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Protéger les aimants et la chambre ŕ vide
des rayonnements neutroniques et gamma.
-
Produire le tritium nécessaire ŕ la
réaction de fusion.
-
Convertir l’énergie du neutron en chaleur
et l’évacuer afin d’engendrer un cycle capable de fournir de l’électricité.
Ces trois fonctions peuvent ne pas ętre
présentes en męme temps (Cf tableau ci-dessous). Dans la phase d'étude
physique d’ITER,
seule la fonction 1 est assurée (on parle alors de couverture de protection).
Dans la phase de technologie d’ITER, les fonctions 1 et 2 sont assurées (on
parle alors de couverture tritigčne froide). Dans le cas d’un réacteur, les
fonctions 1, 2 et 3 sont exigées (on parle alors de couverture tritigčne).
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Machines
actuelles |
ITER |
Réacteur |
| 1 - Protection des aimants |
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| 2 - Production de Tritium |
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tests
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| 3 - Convertir l'énergie du neutron en chaleur |
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fonction exigée
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La fonction "Production deTritium" et notamment l’obtention de
l’autosuffisance est la fonction la plus délicate ŕ atteindre. Les performances en
terme d’autosuffisance sont caractérisées par le TBR (Tritium Breeding
Ratio). Un
TBR>1 indique que la couverture permet l’autosuffisance.
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La production de
tritium est réalisée via la réaction n + 6Li --> T + He. Le matériau ŕ base de
lithium peut ętre sous forme liquide (métal liquide comme le LiPb) ou solide (céramique
comme Li4SiO4 ou Li2ZrO3 ou Li2TiO3). En fonction du matériau tritigčne utilisé, on
parle de couverture tritigčne liquide ou solide. Pour les couvertures solides,
l’autosuffisance nécessite l’utilisation d’un multiplicateur de neutron
comme le béryllium (pour les couvertures liquides, le plomb présent dans le matériau
tritigčne fait office de multiplicateur).
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La réaction de fusion
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<-- PRODUCTION de
tritium
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Dans le cas de la
fusion inertielle, les fonctions de Protection, Production et Conversion sont
aussi demandées aux couvertures. Les concepts développés pour la fusion
magnétique sont donc directement transposables ŕ la fusion inertielle.
Activités
de l'Association EURATOM-CEA
Les couvertures tritigčnes font l’objet
d'un programme spécifique au niveau européen. Des résultats trčs importants
ont été obtenus comme par exemple la démonstration que la production autosuffisante de
tritium était réalisable dans un réacteur. Tous les
concepts développés ŕ ce jour bénéficie d'un TBR>1.
Deux concepts sont étudiés au niveau européen :
-
le concept WCLL (Water Cooled Litium Lead), développé
sous la responsabilité du CEA, utilise un métal liquide (le LiPb)
comme matériau tritigčne et l'eau comme réfrigérant.
-
Le concept HCPB (Helium Cooled Pebble
Bed), développé
sous la responsabilité de FZK
, emploie un matériau tritigčne sous
forme solide (céramique lithiée) refroidie ŕ l'hélium.
Concept CEA de couverture tritigčne
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Les grands sujets d'études de l'Association
sont :
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Maquette du module test fabriquée
par compression isostatique ŕ chaud.
Fabrication de doubles tubes. |
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Boucle CEA permettant
l'étude des
barričre de perméation. |
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Fabrication semi-industrielle
de billes
de céramique tritigčne
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En
savoir plus :
- Fusion Technology. Annual Report of the Association
EURATOM/CEA
Activités Couvertures
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rapport 1998, 75p, 3577 ko, PDF,
rapport 1999,
90p, 3497 ko , PDF,
rapport 2000
: 80p, 5259 ko, PDF,
rapport 2001
: 93p, 6969 ko, PDF,
rapport 2002
: 78p, 5965 ko, PDF,
rapport 2003
: 48p, 14 706 ko, PDF,
Rapport annuel 2004 (PDF,
)
- pages 000-014 :
Couverture,
sommaire, introduction (518 Ko)
- pages 113-134 : Activités
EFDA: couverture tritigčne (2 330 ko)
- pages 279-282 : Technologie
générique: couvertures tritigčnes (2 663 ko)
Rapport annuel 2005 (PDF,
)
- pages 000-004 :
Couverture,
sommaire, introduction (824 Ko)
- pages 161-220 :
Activités
EFDA: couverture tritigčne (10 246 ko)
- pages 285-296 :
Activités
EFDA: études "Réacteurs" (720 ko)
- pages 367-370 :
Technologie
générique: couvertures tritigčnes (423 ko)
Rapport annuel 2006 (PDF,
)
- pages 000-004 :
Couverture,
sommaire, introduction (1.4 Mo)
- pages 145-211 :
Activités
EFDA: couverture tritigčne (12.2 Mo)
- pages 271-280 :
Activités
EFDA: études "Réacteurs" (1.3 Mo)
-pages 360-361 :
Technologie
générique: couvertures tritigčnes (0.5 Mo)
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