Etude de la cinétique de restauration dans l’Eurofer et le cuivre : impacts de la température et de la présence d’impuretés (H/He)
Les matériaux des tokamaks, réacteurs dans lesquels se produit la réaction thermonucléaire de fusion de deux isotopes d’hydrogène, sont soumis à de forts flux de chaleur, ions et neutrons. Ces flux induisent une grande variété de défauts microstructuraux susceptibles de fragiliser ces matériaux et donc d’en réduire leur tenue en service. L’objectif du projet de thèse est d’étudier expérimentalement la restauration (la diminution de ces défauts par traitements thermiques) dans l’Eurofer (un acier martensitique ferritique) et le cuivre, deux matériaux clés en raison de leurs propriétés mécaniques et thermiques.
L’étude vise à déterminer les coefficients des cinétiques de restauration de ces matériaux, en s’intéressant particulièrement à l’effet des impuretés telles que l’hydrogène et l’hélium. Ces impuretés, générées dans l’environnement des réacteurs, influencent la plasticité des matériaux et leurs capacités de restauration après une exposition prolongée à des températures élevées. L’expérimentation inclut des analyses des défauts induits mécaniquement et leur évolution après des traitements thermiques. Les résultats attendus devraient permettre d’affiner les données d’entrée, en termes de densités de pièges et coefficients d’annihilation des dislocations, des modélisations du transport d’hydrogène dans ces matériaux.
Study of Recovery Kinetics in Eurofer and Copper: Effects of Temperature and the Concentration of Impurities (H/He)
The materials of tokamaks, reactors in which the thermonuclear fusion reaction of two hydrogen isotopes occurs, are subjected to high heat, ion and neutron fluxes. These fluxes induce a wide variety of microstructural defects which are susceptible to weaken these materials and therefore reduce their in-service life. The objective of the thesis project is to experimentally study the recovery (the reduction of these defects by heat treatments) in Eurofer (a ferritic martensitic steel) and copper, two key materials due to their mechanical and thermal properties. The study aims to determine the coefficients of the recovery kinetics of these materials, with particular attention to the effect of impurities such as hydrogen and helium. These impurities, generated in the reactor environment, influence the plasticity of the materials and their recovery capacities after prolonged exposure to high temperatures. The experiment includes analyses of mechanically induced defects and their evolution after heat treatments. The expected results should allow to refine the input data, in terms of trap densities and dislocation annihilation coefficients, of the modelling of hydrogen transport in these materials.