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Simuler comment l’usine cryogénique refroidit le tokamak JT-60SA


​​Des équipes du CEA-Irig ont développé des outils numériques décrivant le refroidissement des bobines supraconductrices à l'intérieur d'un réacteur de fusion et ont pu sécuriser, grâce à eux, les premières campagnes expérimentales du tokamak japonais JT-60SA en 2023. 

Publié le 26 mars 2024

Le tokamak JT-60SA est la plus grande installation de fusion nucléaire en fonctionnement. Inauguré à Naka en décembre 2023, ce réacteur de recherche a été conçu et financé par l'Union européenne et le Japon, en complément du projet Iter à Cadarache.

Le plasma de fusion de JT-60SA est confiné grâce à des aimants supraconducteurs, refroidis à 4,5 K par une usine cryogénique à l'hélium, capable d'extraire 9 kW à cette température. Cette usine conçue par des équipes de l'Irig a été fabriquée et installée au Japon par la société Air Liquide, puis mise en service avec succès.

Les scientifiques de l'Irig ont ensuite pu contribuer aux essais des aimants supraconducteurs, au cours des premières expériences de fusion ayant généré un courant plasma d'une intensité de 106 A.

Parmi ces essais, les décharges rapides du courant circulant dans les aimants permettent de tester la capacité des bobines à se mettre en sécurité. En effet, elles dissipent de grandes quantités de chaleur qui augmentent la pression dans la boucle cryogénique, en risquant de provoquer une évacuation d'hélium vers un stockage « chaud ».

En amont de ces essais, les chercheurs ont pu simuler, grâce à l'outil Simcryogenics, la boucle cryogénique en fonctionnement et ont pu prédire le niveau maximal de pression, inférieur au seuil de sécurité, et donc sans évacuation d'hélium.



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