Les études d’analyse nucléaire desinstallations de fusioncouvrent généralement la caractérisation des champs de rayonnement des neutrons, des photons et des gammas. Ces champs sont calculés avec des codes de transport des particules par la méthode de Monte Carlo du fait de la forte hétérogénéité des configurations à calculer et des forts taux de vide qui empêchent l’utilisation de codes de neutronique déterministes. Les codes utilisés à l’IRFM sont le code américain MCNP-6 et le code français du CEA TRIPOLI-4 qui sont généralement sollicités pour réaliser des simulations couplées neutron/photon. De nouvelles perspectives d’analyse s’ouvrent aussi avec la simulation de phénomènes propres aux centrales à fusion qui sont les électrons découplés et qui surviennent lors de phases d’instabilité du plasma. Des calculs de cascade électromagnétique couplée avec les réactions photonucléaires sont en mesure d’appréhender ces phénomènes par la simulation. Pour les inventaires radiologiques et les grandeurs dérivées associées comme les débits de dose dans les phases de maintenance et le zonage radiologique qui en découle, des codes spécifiques de calcul de l’évolution des isotopes dans le temps sont mobilisés, comme le code anglais FISPACT-II ou le système de codes français DARWIN/PEPIN-2.

Le travail consistera à contribuer aux études de neutronique en support à la start-up Renaissance Fusion qui propose le développement d’une centrale à fusion innovante basé sur des technologies d’avant-garde. Les études de l’IRFM concernent des contre-expertises des options choisies par la start-up qui nécessitent la mise en œuvre de calculs indépendants. Ces calculs sont soit des évaluations de champs de rayonnement et les grandeurs associées comme les échauffements, les dommages, les productions de gaz, le taux de régénération du tritium ou les inventaires radiologiques et les débits de dose.

Le travail couvrira aussi les activités liées à EUROfusion de caractérisation de l’activation des structures des centrales à fusion liée à l’apparition des électrons découplés lors des phases de disruption. La mise en œuvre des codes MCNP-6 et/ou TRIPOLI-4 permettra de mettre en évidence les principaux paramètres influant la simulation du transport de ces électrons et l’extrapolation aux configurations rencontrées dans ITER afin de vérifier que le séquençage des phases prévues de mise en service de la machine ne pourra pas être entravé par l’apparition des contraintes radiologiques peu et mal évaluées actuellement. Cette activité s’inscrira dans le cadre d’une collaboration avec les partenaires italiens de l’IRFM dans le domaine, l’ENEA.

Enfin, d’autres études neutroniques pourront aussi être conduites en fonction des demandes et de l’organisation du travail interne à l’équipe.

A l’issue du CDD, un projet dit « Engineering Grant » pourra être déposé en collaboration avec EUROfusion si la montée en puissance des activités liées à ce programme est confirmée pour 2026-2027.