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15 février 2017
Un divertor pour DEMO !

Dans le cadre d'un projet Eurofusion, l'IRFM a conçu, fabriqué et qualifié des maquettes de composants face au plasma pour le futur réacteur DEMO. Ces maquettes utilisant un matériau innovant ont résisté à des flux thermiques jusqu'à 25 MW/m2.

 

Photo des maquettes des composants avec matériau à gradient de composition.

 Afin de répondre aux contraintes extrêmes subies par ce divertor en termes de flux de chaleur (~10 MW/m² en stationnaire et 20 MW/m² en transitoire) et de flux neutroniques (<10 dpa), plusieurs options de design et de matériaux sont envisagées pour ce composant. Depuis 2014 différents concepts utilisant majoritairement du tungstène comme matériau d’armure et du CuCrZr comme matériau de structure sont comparés au concept  de référence « ITER-LIKE ». Ils cherchent à améliorer la liaison entre le matériau d’armure et de structure qui est le siège d’importantes contraintes thermomécaniques. Ainsi, en substituant la couche de compliance intercalaire en cuivre (ce qui est le cas pour le concept de référence) par un matériau à gradient de composition (FGM pour Functionnally Graded Material), le concept proposé par le CEA (IRFM) a pour objectif d’obtenir une transition progressive des propriétés thermomécaniques entre le W et le CuCrZr permettant ainsi d’améliorer théoriquement la tenue mécanique de la liaison.

L’IRFM a ainsi réalisé plusieurs maquettes avec un matériau à gradient de composition. Ces maquettes ont subi des tests non destructifs et des tests à hauts flux qui ont démontré qu’elles étaient capables de résister sans dommage à chacune des étapes de tests : jusqu’à 100 cycles à 20 MW/m2 et 5 cycles à  25 MW/m2 .

De tels niveaux de performance sont prometteurs et seront consolidés par une seconde campagne de tests à haut flux ainsi que par des analyses métallographiques en 2017.

 

Maj : 15/02/2017 (582)

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