Thread by @MrBidouille

Bon, vu que ça a l'air de vous intéresser, je refait mon thread effacé par erreur !
Ceci est un prototype d'un des panneaux qui composeront la première couche dans le tokamak d'ITER.
Et, disons que c'est conçu pour résister à des conditions assez rudes.

La première couche est composée de tuiles en béryllium, capable d'encaisser le flux de neutrons. Derrière un alliage qui sert à conduire la chaleur. Le tout est posé sur un bloc en inox qui est percé d'un premier réseau de canalisations haute pression pour évacuer la chaleur.

Ça parait pas, mais cette façade fait plus de une tonne. Elle sera fixée sur un bloc encore plus gros usiné en inox pur beurre qui est lui aussi refroidi à haute pression. On parle de canalisations de 70mm à plusieurs dizaines de bars.

Ces blocs sont fixés sur la paroi du tokamak. Ils seront manipulés par un bras robot mais ça j'en parlerai un jour.

L'idée est la suivante : le plasma émet un rayonnement neutronique. Ces neutrons sont à très haute énergie. L'idée est de ralentir ces neutrons dans la paroi. Cette dernière se met à chauffer et on récupère l'énergie du plasma en refroidissant la paroi du tokamak.

On parle d'un rayonnement de 5MW par mètre carré, une broutille. La paroi sert aussi de rempart de protection pour les bobines supra conductrices placées juste derrière.

On a donc conçu un MEGA watercooling qui refroidit la paroi, on dirait un réseau sanguin :

Mine de rien, il est prévu pour évacuer 960MW thermique en pointe. Tout est enfermé dans le bâtiment tokamak, car il peut être contaminé. Il y a un système pour contrôler le niveau de tritium dans l'eau, des filtres pour dépolluer, etc.

C'est un circuit primaire, qui transmet son énergie vers un circuit secondaire. Ce dernier est refroidi à l'extérieur par des tours réfrigérantes. Ce système de refroidissement est capable d'évacuer plus de 1GW d'énergie.

Car en plus du tokamak à refroidir, il y a des systèmes auxiliaires (cryogénie, etc). Bon, bien sur je simplifie.

Ce qui veut dire que ITER ne produit pas d'électricité, c'est pas son but (c'est une expérience pour valider des technologies et en développer). Sur les futurs démonstrateurs industriels, on aura une turbine et un générateur (comme dans les centrales nucléaires classiques).

Sur cette photo, on peut voir les tours de refroidissement à gauche, au milieu les échangeurs (pour les auxiliaires je crois) et à droite le terrain de pétanque (ben ouais on est dans le sud)

Et aussi :

https://twitter.com/Nj789456/status/1360210356631711745?s=20

Si on va plus loin et qu'on cherche à répondre à quelques questions, on rentre dans la complexité d'un truc en apparence aussi simple qu'une paroi.

Déjà, j'ai donné le chiffre rond de 5MW mais on varie en fonction d'où on est par rapport au plasma. On navigue entre 2 et 4,7MW.

Des tests ont étés fait à 1MW, puis 2MW et 5MW sur des milliers de cycles pour être sur que la paroi va tenir. Il est prévu que pendant le fonctionnement de ITER cette paroi soit changée une fois (en remplaçant progressivement les blocs). Un exemple de test :

Mais en fait ça dépendra du comportement de la paroi en conditions réelles. C'est le but de ITER : tester tout un tas de technologies pour développer ensuite des tokamak industriels.

Le problème c'est qu'il n'y a pas que le rayonnement. Il y a aussi des forces exercées sur la structure pendant les variations d'intensité du champ magnétique. En particulier pendant des disruptions ou le plasma entraine des variations de champ magnétique ultra violentes.

En gros (de ce que j'ai compris) une combinaisons de forces fait que le panneau est "tiré" en avant (vers le centre du tokamak) par une force résultante de 30kN (environ 3 tonnes).

Et la méthode de fabrication de la paroi varie en fonction du pays constructeur. Il y a la Russie, la Chine et l'Europe qui s'occupent de fabriquer les panneaux. Chacun a développé un process, on retrouve des méthodes comme le "pressage isostatique à chaud", ce genre de joyeuseté

Je rajoute des détails apportés par quelqu'un du milieu sur la puissance absorbée par la paroi, c'est encore plus complexe que je ne le pensais !

https://twitter.com/Gregdt1/status/1360221088920272900?s=20