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DOSSIERS

01La chaîne de la fusion
02Comparatif des sources d'énergie
03Simulation maple
04A quand une centrale ITER ?
05Quel éclairage pour demain ?
06Historique d'ITER
07Les compensations pour le Japon
08Lancement d'une décharge
09
Le TIPE en CPGE et la fusion

 
 

I- La fusion thermonucléaire

A- La réaction
1/ Les espèces qui réagissent
2/ Les réactions
3/ L’effet tunnel
4/ Section efficace

B- Conditions de réaction
1/ Bilan énergétique
2/ Break-even
3/ Ignition
4/ Critère de Lawson
5/ Analyse des performances

II- Le Tokamak

A- Présentation
1/ Généralités
2/ Principe

3/ Les éléments
4/ Les flux
5/ Structures et matériaux

B- Confinement magnétique
1/ Attitude d’une particule dans B
 
2/ Le choix de la géométrie torique
3/ Allure des lignes de champ
4/ Simulation maple
5/ Rôle des trois bobines

C- Chauffage du plasma
1/ Effet Joule
2/ Injection de neutres
3/ Par ondes
4/ Par particules alpha

D- Gestion des flux
1/ Injection d’énergie
2/ Injection de matière
3/ Extraction de la matière et de l’énergie

E- Instabilités
1/ Présentation et MHD
2/ Valeurs caractéristiques
3/ Instabilités et tourbillons
4/ Réduction  des tourbillons

5/ Réduction des bouffées de chaleur

 
DIVERS
 

 Bibliographie
 Le groupe B.MONTEIL
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Indice YooVi

5/ Structures et matériaux

a) Parois internes

            En fonctionnement normal, les parois subissent des flux énergétiques de l’ordre du MW/m2
Elles doivent donc être résistantes, permettre d’évacuer la chaleur pour la transformer en énergie et enfin ne pas libérer des impuretés car en pénétrant dans le plasma elles affectent la qualité (exemple : le carbone graphite est une véritable éponge à hydrogène et à deutérium. Quand il se produit une disruption, l’absorption des parois est très élevée donc lors de la décharge suivante, ces particules piégées réinvestissent le plasma et il est donc difficile de contrôler leur concentration).

Il faut aussi contrôler l’activation radioactive de la paroi. En effet, le flux de neutrons est assez élevé.

b) Bobines

        Tout d’abord il est intéressant de signaler que 40% du prix d’ITER concerne les aimants.

-Bobines toroïdales : NbTi refroidies à 1,8K. Courant continue
-Bobines poloïdales : NbSn (préféré au NbTi car ce matériau reste supraconducteur à température plus élevée).  Courant continue

-Bobines ohmiques : Courant alternatif

c) Couverture tritigène

But : joindre l’utile (protection de la chambre) à l’agréable (auto production de T).
Mais technologiquement, ce n’est pas du tout au point (n’existera pas sur ITER).
La couverture tritigène
-est une source de chaleur
-participe à la protection neutronique
-génère du Tritium

 

Principe : Li + n donne du T
7Li +n = 4He + T + n (-2,47 MeV)
6Li +n = 4He (2,05 MeV) + T (2,73 MeV)

 

Matériaux tritigènes : deux solutions existent
-Utiliser du Tritium solide (Li2O, silicate de lithium, tritanate de lithium)

Les matériaux produisant le tritium sont placés dans la chambre magnétique. Etant bombardés par des neutrons, du Tritium est produit. Mais la concentration de ce constituant est difficile à contrôler avec ce procédé.



 

-Utiliser du Tritium liquide (Li(l), Li17Pb83, Li2BeF4) – Concept auto-refroidit
Le fluide composé de molécules qui, au contact de neutrons, génère du Tritium circule dans la paroi. Les avantages sont les suivants : ce fluide peut servir de fluide caloporteur et le Tritium produit ne l’est pas dans la chambre : ce n’est qu’après filtrage du fluide que le Tritium est extrait puis injecté. La concentration de Tritium est donc plus facilement contrôlable.

Cependant, le fluide subit des effets magnétohydrodynamiques. Et l’utilisation du fluide tritié comme fluide caloporteur est délicat car ce fluide est radioactif ! Et si on ajoute un circuit de refroidissement ça en fait deux. Donc des difficultés technologiques.


Concept auto refroidit
Le fluide (LiPb) produisant le trigène est lui même caloporteur

 


Partenaires: Eclairage, Egypte ancienne et JPMFG