Simulation avancée de l'activation par les électrons découplés dans le tokamak WEST H/F
Stage Saint-Paul-lès-Durance (Bouches-du-Rhône) Energie / Matériaux / Mécanique
Description de l'offre
Détail de l'offre
Informations générales
Entité de rattachement
Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service des citoyens, de l'économie et de l'Etat.Il apporte des solutions concrètes à leurs besoins dans quatre domaines principaux : transition énergétique, transition numérique, technologies pour la médecine du futur, défense et sécurité sur un socle de recherche fondamentale. Le CEA s'engage depuis plus de 75 ans au service de la souveraineté scientifique, technologique et industrielle de la France et de l'Europe pour un présent et un avenir mieux maîtrisés et plus sûrs.
Implanté au cœur des territoires équipés de très grandes infrastructures de recherche, le CEA dispose d'un large éventail de partenaires académiques et industriels en France, en Europe et à l'international.
Les 20 000 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales :
• La conscience des responsabilités
• La coopération
• La curiosité
Référence
2024-33936Description de l'unité
L'Institut de Recherche sur la Fusion par Confinement Magnétique est l'un des départements de la Direction de la Recherche Fondamentale du CEA. Depuis plus de 50 ans, son rôle est de mener des recherches sur une nouvelle source d'énergie : la fusion par confinement magnétique, en s'associant avec le programme Fusion européen. L'IRFM est installé sur le Centre CEA de Cadarache. Les activités de L'IRFM sont structurées autour de trois axes de recherches de développement :
- contribuer à la réalisation du projet ITER et ceux de l'Approche Elargie (tokamak JT-60SA principalement),
- préparer l'opération scientifique d'ITER, à travers des activités d'expérimentation et de contrôle, ainsi que de théorie et de modélisation,
- établir les bases du futur réacteur de fusion.
Ces activités sont intimement connectées à un effort tout particulier de formation des générations futures de physiciens et de technologues de la fusion. L'IRFM a à sa disposition de nombreuses plateformes de R&D et de tests, dont le tokamak WEST (pour Tungsten (w) Environnement Steady-State Tokamak), transformation de Tore Supra en banc de test pour ITER, le nouveau tokamak du CEA va permettre de tester l'un des composants clé d'ITER et de poursuivre les recherches en physique des plasmas, dans un contexte international grâce aux nombreuses collaborations mises en place.
Description du poste
Domaine
Neutronique et physique des réacteurs
Contrat
Stage
Intitulé de l'offre
Simulation avancée de l'activation par les électrons découplés dans le tokamak WEST H/F
Sujet de stage
L'objet du stage proposé est d'étudier finement par la simulation le processus d'activation de composants en tungstène dans les réacteurs ou les installations dédiées à la fusion. L'activation en question est induite indirectement par des faisceaux d'électrons tels que ceux qu'on peut étudier dans la machine expérimentale WEST à l'IRFM. Ces faisceaux d'électrons appelés « électrons découplés » ou « runaway electrons » sont produits par des événements de disruption dans le plasma. L'objectif de l'analyse est d'améliorer la compréhension d'une part de la phénoménologie du processus d'activation et d'autre part des mesures des composants appelés PFU (Plasma Facing Components) qui ont été réalisées après des campagnes expérimentales dans WEST en 2023. L'amélioration de la compréhension passera notamment par le prise en compte du champ magnétique (intense dans ce type de machine) sur le transport des électrons.
Durée du contrat (en mois)
6 mois
Description de l'offre
Les analyses porteront sur l’interprétation qualitative et quantitative à l’aide du code Monte Carlo TRIPOLI-4 développé au CEA des mesures réalisées sur différents composants face au plasma, en reproduisant par la simulation les niveaux d’activation mesurés par un détecteur HPGe dont est équipé l’IRFM. L’évaluation essentielle de l’impact du champ magnétique sur la trajectoire des électrons passera par une première estimation à l’aide du code Monte Carlo GEANT-4 du CERN, avant une implémentation de cette nouvelle fonctionnalité de prise en compte du champ magnétique dans le code de calcul TRIPOLI-4. Au terme de ces travaux, une réflexion pourra être menée sur la pertinence de préparer une expérience dédiée dans le réacteur WEST qui pourrait faire suite à la série d’expériences sur le contrôle des « runaway electrons » proposées en 2025 dans le programme expérimental de la machine. L’objectif final de ces travaux est de déterminer si cette source d’activation doit être prise en compte dans les phases de mise en service des réacteurs lors des phases de plasmas D-D pour les futurs réacteurs opérationnels, ITER dans un premier temps et DEMO ou d’autres dans un second temps.