Découverte cruciale pour le futur des réacteurs nucléaire à fusion : L’effet des dégâts des neutrons sur les thyristors.
Une avancée majeure en matière d’énergie de fusion a été réalisée grâce à une recherche collaborative menée par l’Académie des Sciences Chinoise, mettant en lumière comment les radiations neutroniques endommagent les thyristors, des composants essentiels pour le fonctionnement des réacteurs de type Tokamak.
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Compréhension des thyristors sous rayonnement neutronique
Les thyristors, semi-conducteurs de haute puissance, jouent un rôle vital dans les systèmes d’alimentation électrique des dispositifs de fusion Tokamak. Ces composants contrôlent les importants courants électriques nécessaires à la création et au maintien des conditions extrêmes requises pour la fusion nucléaire. La nouvelle étude permet de comprendre comment la radiation neutronique, un sous-produit des réactions de fusion Deutérium-Tritium, affecte leurs propriétés électriques et contribue à leur détérioration.
Modélisation et expérimentation : vers des thyristors plus résistants
L’équipe de recherche, dirigée par le professeur associé LI Hua et le Dr. TONG Wei, a développé un modèle mathématique pour prédire la dégradation des paramètres clés des thyristors, tels que la durée de vie des porteurs, la mobilité et les tensions de blocage, sous l’exposition aux neutrons. Ce modèle a été validé par des simulations et des expériences, soulignant la nécessité de matériaux et de conceptions plus résistants aux radiations.
Implications pour la sécurité des réacteurs à fusion
La recherche a également mis en évidence comment les changements de performance des thyristors irradiés pourraient compromettre les systèmes de protection de sécurité des réacteurs à fusion, notamment les systèmes de protection contre les défaillances des aimants supraconducteurs du Tokamak. La compréhension de ces effets est essentielle pour améliorer la fiabilité des systèmes de protection des réacteurs à fusion.
Vers des réacteurs de fusion plus fiables et plus sûrs
Grâce aux résultats de cette étude, les chercheurs peuvent désormais envisager de développer de nouveaux matériaux et conceptions pour les thyristors, qui seraient plus résistants aux dommages causés par les neutrons. Cette recherche ouvre la voie à la création de réacteurs de fusion plus fiables et plus sûrs, capables de supporter les environnements riches en radiations sans compromettre leur fonctionnement ou leur sécurité.
Applications au-delà de la fusion nucléaire
La portée de cette recherche dépasse les applications de fusion nucléaire. Les découvertes pourraient également bénéficier à d’autres secteurs utilisant des composants électroniques de haute puissance dans des environnements riches en radiations, tels que l’exploration spatiale ou l’industrie de l’énergie nucléaire, où la résistance aux radiations est également cruciale.
Un avenir prometteur
L’étude du professeur LI Hua et du Dr. TONG Wei marque un tournant dans le domaine de la fusion nucléaire et pourrait significativement influencer le développement des futurs réacteurs à fusion. Les implications de leurs découvertes sont vastes et pourraient jouer un rôle clé dans la réalisation d’une production d’énergie propre et durable à grande échelle.
Cet article explore la récente découverte sur l’impact des neutrons sur les composants thyristors des tokamaks, ouvrant la voie à des avancées significatives dans la conception et la durabilité des réacteurs à fusion. Cette recherche promet d’améliorer la sécurité et la fiabilité des futures centrales de fusion nucléaire, en plus de fournir des insights précieux pour d’autres applications industrielles.
Source : Springer Link
