Un mince nuage de vapeur devant un métal liquide peut être la solution pour protéger les parois des réacteurs des futures centrales à fusion des flux thermiques extrêmes rencontrés. Dans Communication Nature , Le doctorant Stein van Eden et ses collègues de DIFFER et de l'Université de Gand présentent des mesures d'un nuage de vapeur captant et redistribuant l'énergie du plasma entrant dans le réacteur. Les travaux indiquent que les parois en métal liquide sont un concept prometteur pour les futurs réacteurs à fusion comme DEMO.
Avec les préparatifs du projet de fusion ITER en cours, certains chercheurs regardent au-delà, aux premières centrales électriques à fusion. Ces réacteurs DEMO mimeront le processus de fusion entre les noyaux d'hydrogène au cœur des étoiles pour produire une énergie sûre et pratiquement inépuisable. Le matériau de paroi pour gérer la chaleur et le bombardement de particules à l'échappement ou au divertor d'ITER sera en tungstène, mais même ce métal ne sera probablement pas à la hauteur des conditions plus intenses des centrales électriques DEMO.
Métal liquide et pare-vapeur
Dans leur article sur Nature Communications, Stein van Eden et ses collègues ont exploré le concept d'une paroi de métal liquide auto-cicatrisante pour les centrales à fusion. Ce liquide - par exemple l'étain ou le lithium - s'écoule à travers un maillage de tungstène et se répare continuellement des dommages causés par le plasma. Le nuage de vapeur croissant et rétrécissant qui se forme au-dessus du liquide est particulièrement intéressant, car il peut absorber la chaleur et les particules entrantes du plasma avant qu'elles n'atteignent la surface et rayonner de l'énergie sur une surface beaucoup plus grande que la zone de frappe d'origine.
Les recherches de Van Eden montrent que le pare-vapeur agit pour stabiliser automatiquement la température de surface, même pendant les variations du plasma venant en sens inverse. Lorsque la température de surface commence à augmenter, plus de métal liquide s'évapore, conduisant à un nuage de vapeur plus dense qui absorbe et redistribue l'énergie du plasma. Avec de telles propriétés d'autorégulation et d'auto-guérison, les murs en métal liquide pourraient avoir un bel avenir devant eux.
