À l'intérieur d'un tokamak en fonctionnement, il est utile de surveiller la composition chimique à la surface des composants face au plasma, qui peuvent s'éroder ou s'oxyder. De plus, la teneur en tritium étant réglementée dans la chambre à vide, il faut suivre en continu l'inventaire de tritium dans ces composants et repérer la formation éventuelle de bulles d'hélium susceptibles de dégrader leurs propriétés thermomécaniques.

La spectroscopie par ablation laser ou LIBS (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy) se prête bien à ces analyses chimiques dans un tokamak, en particulier dans sa version fibrée. Celle-ci a été testée dans le tokamak WEST de l'IRFM en 2021. Le faisceau laser qui « vaporise » la surface du matériau à analyser était acheminé via une fibre optique dans l'enceinte à vide, le laser lui-même restant à l'extérieur. En retour, la lumière émise par le « nuage » de matière (plasma) était également extraite via une fibre optique pour être analysée dans un spectromètre, situé de même à l'extérieur.

Cette fois, les scientifiques de l'IRFM et leurs partenaires ont dosé pour la première fois des échantillons tritiés dans une enceinte hermétique sous atmosphère d'argon, avec le laser dans l'enceinte et le spectromètre à l'extérieur.

Ces résultats confortent les potentialités de la LIBS à mesurer le profil de concentration du tritium piégé en profondeur dans les matériaux, par ablations successives.

Ces travaux s'inscrivent dans le cadre du projet européen TRANSAT (Transversal Actions for Tritium), coordonné par l'IRFM, qui implique 16 instituts de recherche et s'est achevé fin 2022. Son objectif ? Étudier la gestion du tritium dans les installations de fission et de fusion, incluant la radiotoxicité, la radiobiologie et la dosimétrie du tritium. Le projet européen TITANS (Tritium Impact and Transfer in Advanced Nuclear reactorS), coordonné par l'IRFM, succède désormais à TRANSAT.

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