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Analysis of Combined Radiation Damage and Plasma Exposure on Tungsten Components for Fusion Reactor Applications

Description du projet

Des matériaux tolérants aux rayonnements,des matériaux sûrs et l’apprentissage automatique pour la fusion

Il est essentiel de comprendre le comportement des matériaux dans les conditions extrêmes des réacteurs de fusion pour faire progresser l’énergie de fusion en tant que source d’énergie propre. Soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet RADFUSION examine les mécanismes fondamentaux régissant les performances des alliages tungstène-chrome grâce à une approche intégrée combinant des cadres de modélisation en mécanique quantique, des algorithmes d’apprentissage automatique et des expériences d’irradiation avancées. L’étude compare systématiquement ces matériaux de nouvelle génération avec du tungstène pur de qualité ITER dans des conditions pertinentes pour la fusion, en analysant leur réaction à des conditions extrêmes. Les principales innovations comprennent des simulations informatiques quantiques pour prédire les phénomènes à l’échelle atomique, des modèles d’apprentissage automatique pour comprendre les voies de dégradation à long terme. RADFUSION offre des informations scientifiques clés sur les dommages causés par les rayonnements et les interactions entre le plasma et les matériaux afin de sélectionner des matériaux robustes et tolérants aux accidents pour ITER, DEMO et les futurs réacteurs de fusion.

Objectif

This study addresses critical knowledge gaps in tungsten-chromium (W-Cr) alloy behaviour under fusion-relevant conditions. As fusion energy progresses,developing materials for extreme reactor environments is crucial. This research conducts a comprehensive comparison of W-Cr alloys and ITER-grade tungsten, focusing on their response to simultaneous radiation damage and plasma-material interactions. Using advanced experimental techniques and computational modelling, the study quantifies radiation effects,characterises plasma exposure effects, and evaluates their combined impacts. A key innovation is the development of machine learning models to predict long-term material behaviour and usage of neural networks in image analysis. By benchmarking W-Cr alloys against pure tungsten and creating predictive models this project provides crucial insights for future fusion reactor design. Aligning with key research missions on neutron tolerance and safety, this project integrates cutting-edge materials science with fusion technology development, aiming to accelerate progress towards sustainable, carbon-free fusion energy.

The project's multidisciplinary approach combines radiation physics, plasma science, and advanced materials characterization techniques. The findings will not only advance our understanding of W-Cr alloys but also contribute to the broader field of extreme environment materials, potentially impacting other areas of energy research and industrial applications. By addressing key challenges in fusion reactor materials, this project plays a vital role in the global effort to develop clean, sustainable energy solutions for the future.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Coordinateur

THE UNIVERSITY OF BIRMINGHAM
Contribution nette de l'UE
€ 276 187,92
Adresse
Edgbaston
B15 2TT Birmingham
Royaume-Uni
Région
West Midlands (England) West Midlands Birmingham
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée