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07 mars 2014
L'outil CEA de conception des futurs réacteurs de fusion passe à la vitesse supérieure

Un module de bilan de puissance de réacteur de fusion a été intégré au code système SYCOMORE de l’IRFM. SYCOMORE est le code système développé par le CEA dans le but de dimensionner les futurs réacteurs de fusion. Développé en collaboration étroite avec la Direction des Etudes Nucléaire (DEN), ce nouveau module calcule la puissance nécessaire aux sous-systèmes du réacteur ainsi que la puissance électrique en sortie, permettant ainsi à SYCOMORE de produire un design complet du futur réacteur prototype de fusion DEMO.

 

SYCOMORE utilise l’architecture européenne de modélisation intégrée ITM (Integrated Tokamak Modeling) et est composé de différents modules. Chacun de ces modules traite un des sous-systèmes du réacteur : plasma, aimants, divertor, couvertures tritigènes… Le but de SYCOMORE est de produire des designs cohérents de DEMO depuis le plasma jusqu’à la puissance électrique fournie par le réacteur. Pour ce faire, les modules doivent dialoguer en utilisant la même description des données, une possibilité fournie par l’architecture ITM.

L’intégration dans SYCOMORE d’un module calculant le bilan de puissance d’un réacteur a récemment été réalisé. Ce module a été développé en collaboration avec la DEN (DEN/DM2S, Saclay). Il calcule les puissances électriques nécessaires au fonctionnement des sous-systèmes du réacteur tels les systèmes de chauffage du plasma ou de pompage. Ensuite, à partir de la puissance dégagée par les réactions de fusion, il fournit la puissance électrique attendue en sortie du réacteur.

Ce module dit de « recirculation d’énergie » complète SYCOMORE de telle sorte que le code est maintenant capable de produire des designs complets de DEMO. Des premières études ont été effectuées montrant qu’à volume plasma égal, il est plus avantageux pour la puissance électrique d’augmenter le petit rayon (a) du réacteur plutôt que le grand rayon (R). Grâce aux résultats fournis par ce nouveau module, les premières comparaisons ont été réalisées avec le code historique PROCESS utilisé par le Culham Centre for Fusion Energy (CCFE) en Grande Bretagne. Malgré des différences sur la forme des profils plasmas utilisés par les deux codes, un accord relativement bon est obtenu. Les différences constatées entre les résultats des deux codes mettent en avant des points critiques des modèles utilisés dans de nombreux codes systèmes qu’il sera important d’améliorer à l’avenir. Ces premiers résultats montrent néanmoins que SYCOMORE est suffisamment mature pour participer aux activités de dimensionnement de DEMO à l’échelle européenne.

 

Maj : 11/03/2014 (367)

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