Les équipes de recherche du Southwestern Institute of Physics ( SWIP), une filiale de la China National Nuclear Corporation ( CNNC), ont fait d 'énormes progrès dans la recherche et le développement d'une technologie de traitement des parois pour l'International Thermonuclear Experimental Reactor ( ITER), un grand projet scientifique qui vise à reproduire le processus de fusion du soleil pour produire de l'énergie propre.

Les chercheurs du SWIP ont passé avec succès la revue de conception finale delta ( Delta FDR) pour la conception supplémentaire du projet d 'électrode permanente du système de nettoyage par décharge luminescente ( GDC). Ils ont également remporté l 'offre et conclu un accord pour la conception et la production du système de boronisation et du système d'alimentation en gaz pour le spectromètre à cristaux de rayons X ( XRCS) en collaboration avec leurs homologues de China Nuclear Industry 23 Construction Company, Ltd.

Ces réalisations remarquables ont renforcé la présence des chercheurs chinois dans la technologie de traitement des murs de base d 'ITER. Leur champ d 'activité s'est étendu du système GDC existant au traitement des murs de boronisation, en construisant une chaîne technique complète allant de l'élimination des impuretés au prétraitement de surface. Il fournit également un soutien essentiel pour le fonctionnement du premier mur en tungstène de l 'ITER.

Ces deux tâches de recherche spécifiques sont directement liées aux changements de conception stratégiques apportés par ITER en 2023, qui ont nécessité le remplacement des matériaux de première paroi du béryllium métal par du tungstène métal. Bien que le tungstène est réputé pour sa résistance à haute température, ses impuretés peuvent gravement polluer le plasma.

Par exemple, on a constaté que même une faible quantité d 'impuretés peut conduire à un rayonnement énergétique incontrôlé pendant la phase sensible de démarrage de la décharge. Le système GDC, mis en œuvre par le personnel de recherche du SWIP et connu sous le nom de puissant aspirateur pour la cuve sous vide d 'ITER, génère du plasma froid par décharge luminescente pour bombarder et éliminer les gaz résiduels et les impuretés fixés sur la paroi de la cuve. Ce FDR Delta s 'est attaqué aux défis de la faisabilité de la fabrication d'électrodes dans des environnements spatiaux complexes et a nettoyé les derniers obstacles pour la transition du système GDC des dessins de conception à l'ingénierie et à la fabrication.

Pendant ce temps, le système de boronisation nouvellement attribué agit comme un " coucheur surfacé" sophistiqué. Il adopte le dépôt assisté par décharge luminescente pour déposer un film de bore seulement 10 à 100 nanomètres d 'épaisseur sur toutes les surfaces faisant face au plasma, adressant les risques d'impureté posés par les murs pleins de tungstène. Ce film de bore à faible teneur en Z sert de barrière physique pour supprimer efficacement la libération par pulvérisation cathodique d 'impuretés de tungstène à forte teneur en Z. D 'autre part, il fonctionne un peu comme une éponge pour capturer et absorber les impuretés telles que l'oxygène et le carbone qui s'échappent des parois des vaisseaux, les empêchant de pénétrer dans le coeur de plasma et provoquant un refroidissement radiatif.

Notamment, ce système de boronisation s 'appuiera pour la première fois sur l'expérience de plusieurs installations de tokamak existantes dans l'application aux dispositifs ITER à grande échelle. Il est également compatible avec les futurs environnements d 'exploitation contenant du tritium, ce qui garantit le fonctionnement expérimental de l'installation ITER.

Selon l 'accord récemment signé, SWIP et China Nuclear Industry 23 Construction Company seront responsables de la conception détaillée, de la fabrication de l'équipement et de l'installation sur site, présentant pleinement les capacités complètes des chercheurs chinois dans l'intégration de systèmes complexes d'ingénierie de fusion.

Luo Delong, directeur général adjoint de l 'organisation ITER, a salué le développement coordonné du projet GDC et de boronisation. Au cours de la prochaine étape, la partie chinoise suivra strictement le plan global d 'ITER, réalisera la production et la livraison des électrodes GDC et apportera sa sagesse et sa force au développement international de l'énergie de fusion grâce à une solide expertise technique et à des pratiques d'ingénierie exceptionnelles.