Photo: un détail des cartes électroniques avec les circuits testés pendant l'expérience
Jean-Luc Autran, qui a rejoint l’IPR en juillet 2023, porte une thématique de recherche qui concerne la physique des interactions particules-électronique. Son équipe d’origine, à l’IM2NP de Marseille, conduit depuis 2019 un projet de recherche sur la caractérisation et la simulation prédictive de l’impact des neutrons de fusion sur la fiabilité de l’électronique des machines de fusion thermonucléaire. Des travaux dorénavant poursuivis et développés à l’IPR dans le département Matériaux-Nanosciences.
Dans le cadre de cette étude, conduite en collaboration avec des équipes du CEA-IRFM (Institut de Recherche sur la Fusion Magnétique), du CERN (Organisation européenne pour la recherche nucléaire) et d’EUROfusion (consortium européen pour le développement de l’énergie de fusion), une campagne de mesure de plusieurs semaines vient de s’achever récemment au tokamak JET (Joint European Torus), situé à Culham (UK).
Le banc de test installé au JET a permis, pour la première fois, de caractériser très précisément la signature électrique des effets des neutrons produits par les réactions de fusion deutérium-tritium dans des mémoires CMOS de technologie 65 nanomètres fabriquées par STMicroelectronics. Plusieurs centaines d’évènements singuliers ont été enregistrés. En outre, une spectroscopie temps réel des neutrons arrivant sur les circuits électroniques a été réalisée durant toute la durée de l’expérience, permettant de corréler les effets observés à la contrainte radiative.
Comprendre comment les composants électroniques réagissent à l'environnement riche en neutrons caractéristique de la fusion permettra d’anticiper la manière dont ces composants devront être conçus, protégés et intégrés dans les futures machines de fusion. Les données et les enseignements tirés de cette expérience devraient être applicables à l'ensemble du secteur de la fusion, y compris ITER, DEMO et STEP, ainsi qu'aux industries qui ont besoin d'utiliser l'électronique dans des environnements extrêmes.
Pour en savoir plus :
JET experiments to test electronics in fusion environments
