RĂ©tention du tritium dans les parois en bĂ©ryllium d’ITER : modĂ©lisation ab initio de son insertion dans l’oxyde et aux joints de grains
L’installation ITER a pour finalitĂ© de dĂ©montrer la maĂ®trise de la production d’énergie par fusion thermonuclĂ©aire Ă partir d’un plasma de tritium-deutĂ©rium, deux isotopes de l’hydrogène. La rĂ©action de fusion est produite dans une chambre Ă vide autour de laquelle des aimants supraconducteurs permettent de confiner le plasma. Le tritium Ă©tant radioactif, du point de vue de l’analyse de sĂ»retĂ©, il est nĂ©cessaire d’étudier ses interactions avec les diffĂ©rents matĂ©riaux constitutifs de la chambre Ă vide. En l’occurrence, la première paroi de la chambre Ă vide est en bĂ©ryllium, matĂ©riaux choisis pour sa faible absorption du tritium et sa grande affinitĂ© vis-Ă -vis de l’oxygène permettant de purifier la chambre vide. L’étude de l’interaction du tritium avec le bĂ©ryllium va permettre d’évaluer l’efficacitĂ© des mĂ©thodes mises en place par l’exploitant afin de quantifier l’inventaire en tritium dans la chambre, les mĂ©thodes d’étuvage de la première paroi pour la dĂ©sorption du tritium et minimiser les rejets dans l’environnement en cas de perte de confinement de la chambre Ă vide. De prĂ©cĂ©dant travaux ont permis d’analyser l’interaction du tritium avec le bĂ©ryllium et ses dĂ©fauts intrinsèques, ce travail a donc pour but d’étendre l’étude aux dĂ©fauts plus complexes. Le bĂ©ryllium en s’associant Ă l’oxygène va former de l’oxyde de bĂ©ryllium. En fonctionnement normal, il va donc se former une couche d’oxyde de bĂ©ryllium au niveau de la paroi en bĂ©ryllium. La comprĂ©hension de l’interaction du tritium avec la première paroi passe donc Ă©galement par la comprĂ©hension du comportement du tritium avec l’oxyde de bĂ©ryllium. Une première partie de ce travail de thèse est donc consacrĂ©e Ă l’évaluation de la solubilitĂ© et de la diffusivitĂ© du tritium dans l’oxyde de bĂ©ryllium. La première paroi Ă©tant formĂ©e de bĂ©ryllium polycristallin, la seconde partie est donc consacrĂ©e Ă l’étude des joints de grain, interface entre deux cristaux. Le nombre de configurations possibles pour les joints de grain Ă©tant très important, il est nĂ©cessaire dans un premier temps de modĂ©liser les diffĂ©rents joints de grains du bĂ©ryllium pour dĂ©terminer ceux qui sont Ă©nergĂ©tiquement les plus favorables. Pour ensuite pouvoir y Ă©tudier la sĂ©grĂ©gation du tritium, en l’occurrence dĂ©terminer si ces joints de grain peuvent avoir un effet de type “chemin de fuite” augmentant ainsi la diffusion, ou de type “rĂ©servoir” formant des poches qui piègent le tritium.
https://oatao.univ-toulouse.fr/29588/
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