Crédit :Université de Huddersfield
Les scientifiques de l'Université de Huddersfield ont utilisé de nouvelles installations de classe mondiale pour mener des expériences qui pourraient aider au développement de réacteurs à fusion nucléaire, largement considéré comme la solution du « Saint Graal » aux futurs besoins énergétiques.
En simulant les dommages causés par les neutrons de haute énergie et les particules alpha produits lors du processus de fusion, les chercheurs de Huddersfield ont découvert que le tungstène - un choix privilégié de métal dans le réacteur - est susceptible de devenir cassant, menant à l'échec.
"En ce moment, même si le tungstène est un candidat de premier plan, nous ne voyons pas comment nous pouvons l'utiliser comme matériau de structure. Nous pouvons l'utiliser comme une barrière, mais pas pour quoi que ce soit de structure solide, " déclare le Dr Robert Harrison, qui est chercheur au groupe de recherche sur la microscopie électronique et l'analyse des matériaux (EMMA) de l'Université de Huddersfield.
La réponse sera de développer un nouvel alliage qui combine le tungstène - qui possède des propriétés souhaitables de dureté extrême et une température de fusion exceptionnellement élevée - avec un autre matériau qui peut empêcher sa fragilisation par les dommages causés par les radiations et les réactions de transmutation nucléaire, ce qui aurait des implications importantes pour la sûreté du fonctionnement du réacteur.
Le Dr Harrison et ses collègues ont accès aux installations MIAMI (Microscope and Ion Accelerator for Materials Investigation) de l'Université de Huddersfield. Ceux-ci combinent l'irradiation ionique avec la microscopie électronique à transmission. Le MIAMI-2, qui vient d'être ouvert, a été développé grâce à une subvention de 3,5 millions de livres sterling du Conseil de recherche en ingénierie et en sciences physiques.
Dr Robert Harrison. Crédit :Université de Huddersfield
En utilisant à la fois des ions hélium et tungstène pour reproduire en toute sécurité les particules alpha créées lors d'une réaction de fusion et du bombardement neutronique, les chercheurs d'EMMA ont pu reproduire les dommages causés au tungstène. Les résultats sont décrits dans un nouvel article de la revue Scripta Materialia , rédigé par le Dr Harrison avec le Dr Jonathan Hinks et le professeur Stephen Donnelly.
Des progrès sont accomplis vers le développement de la fusion nucléaire, qui fusionne les atomes plutôt que de les diviser comme dans un réacteur à fission classique. En construction en France est le réacteur expérimental international de fusion, qui vise à être le premier réacteur à produire plus d'énergie qu'il n'en consomme.
Au Culham Center for Fusion Energy dans l'Oxfordshire, le Joint European Torus (JET), est la plus grande expérience de physique de plasma de confinement magnétique opérationnelle au monde, destiné à ouvrir la voie à une future énergie de grille de fusion nucléaire.
Les partisans de la fusion nucléaire déclarent qu'elle a le potentiel de générer presque illimité, une énergie propre qui est « trop bon marché pour être mesurée ». Des recherches telles que l'enquête de l'Université de Huddersfield sur le tungstène pourraient aider à rapprocher la percée.
