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

Descrizione del progetto

Materiali tolleranti alle radiazioni, materiali sicuri e apprendimento automatico per la fusione

La comprensione del comportamento dei materiali nelle condizioni estreme dei reattori a fusione è essenziale per far progredire l’energia di fusione come fonte di energia pulita. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto RADFUSION studia i meccanismi fondamentali che regolano le prestazioni delle leghe di tungsteno-cromo attraverso un approccio integrato che combina framework di modellazione quantomeccanica, algoritmi di apprendimento automatico ed esperimenti avanzati di irraggiamento. Lo studio confronta sistematicamente questi materiali di nuova generazione con il tungsteno puro di grado ITER in condizioni rilevanti per la fusione, analizzando la loro risposta a condizioni estreme. Le innovazioni principali includono simulazioni computazionali basate sulla quantistica per prevedere fenomeni su scala atomica, modelli di apprendimento automatico per comprendere i percorsi di degradazione a lungo termine. RADFUSION offre approfondimenti scientifici fondamentali sul danno da radiazioni e sulle interazioni plasma-materiale per la selezione di materiali robusti e resistenti agli incidenti per ITER, DEMO e i futuri reattori a fusione.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

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

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Coordinatore

THE UNIVERSITY OF BIRMINGHAM
Contributo netto dell'UE
€ 276 187,92
Indirizzo
Edgbaston
B15 2TT Birmingham
Regno Unito
Regione
West Midlands (England) West Midlands Birmingham
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato