SL-DRF-21-0657

Offre de thèse 2021-2024 – équipe PATP (YM/2) – modélisation

Thèse dirigée par Yannick Marandet, en collaboration avec le CEA, dans le domaine "Physique des plasmas et interactions laser-matière / Physique corpusculaire et cosmos" dont le sujet est "Etude du transport de poudres de bore injectées dans les plasmas du tokamak WEST et de son effet sur les performances"

Les recherches menées pour développer la fusion thermonucléaire contrôlée comme nouvelle source d’énergie utilisent des dispositifs appelés tokamaks, dans lesquels la matière est portée à haute température (plasmas) et est confinée par des champs magnétiques. L’interaction des plasmas avec les parois de la chambre à vide des tokamaks libère des impuretés dont la présence peut affecter leurs performances. Différentes méthodes de conditionnement sont alors utilisées pour contrôler l’état de surface de l’enceinte à vide, et donc les flux d’impuretés. Celles-ci utilisent principalement des plasmas basses températures (décharges luminescentes ou radiofréquences) en hydrogène ou en hélium, mais aussi des procédés de dépôts de films en couches minces d’éléments tels que le bore, en raison de sa capacité à piéger par affinité chimique des impuretés telles que l’oxygène. Avec l’avènement des composants face au plasma métalliques et l’allongement de la durée des plasmas dans les machines supraconductrices, comme le tokamak WEST, exploité à l’Institut de Recherche sur la Fusion par confinement Magnétique (CEA-IRFM, Cadarache, France), de nouvelles techniques de conditionnement des parois pour maintenir un état de surface et des performances optimales tout au long de la décharge plasma font leur apparition. L’objectif de cette thèse est de caractériser et d’évaluer la pertinence pour WEST d’une méthode d’injection de poudre de bore directement dans les plasmas. Le travail consistera d’une part à participer à des expériences sur WEST (voire sur ASDEX-Upgrade en Allemagne) et à analyser des données expérimentales (localisation des dépôts de bore, effet sur les performances des plasmas). Afin de comprendre le transport du bore, le candidat travaillera avec des codes de plasma de bord (p. ex. SOLEDGE-2D) et de transport d’impuretés (p. ex. GITR). Ce travail, combinant expériences et simulation numérique, devra consolider la compréhension de la physique du conditionnement en environnement métallique et contribuer à prévoir les conséquences pour les futurs dispositifs de fusion.

Master en physique des plasmas et /ou interactions plasma-surface recommandé

Yannick Marandet - Contacter
Institut de recherche sur la fusion par confinement magnétique
Service Tokamak Exploitation et Pilotage
Groupe Pilotage, Asservissements & Scénarios
Centre : Cadarache
Date souhaitée pour le début de la thèse : 01/09/2021

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