Supraconductivité et prototype français : une étape cruciale dans la construction de MYRRHA

Afin d’accélérer le faisceau de protons de MYRRHA, les chercheurs ont besoin de la supraconductivité. La supraconductivité est un phénomène caractérisé par l’absence de résistance électrique de certains matériaux sous une température donnée. La température requise dans le cadre de MYRRHA se situe à 2 kelvins. Les conditions idéales devront être créées par des cryomodules, dont l’entreprise française SDMS, La Chaudronnerie Blanche a récemment développé un prototype. Un nouveau jalon important de MYRRHA est donc tout proche.

Le SCK CEN travaille d’arrache-pied sur la construction de MYRRHA, le premier réacteur de recherche au monde piloté par un accélérateur de particules. La particularité de cette configuration, le système piloté par accélérateur (Accelerator Driven System - ADS), réside dans le cœur sous-critique du réacteur. Le cœur ne contient pas suffisamment de matières fissiles pour maintenir spontanément la réaction en chaîne. Il doit donc être alimenté en permanence par une source de neutrons externe. « C’est là qu’intervient l’accélérateur de particules », explique Dirk Vandeplassche, physicien et spécialiste en accélérateurs de particules.

L’accélérateur de particules de MYRRHA est constitué d’un injecteur avec une source d’ions et un quadripôle radiofréquence (Radio Frequency Quadrupole - RFQ), ainsi que d’une séquence d’aimants et de cavités. Le faisceau de protons sera accéléré pour être finalement dirigé sur une cible de spallation au centre du cœur du réacteur. « Afin de diminuer drastiquement la perte d’énergie de l’accélérateur, nous devons recourir à la supraconductivité », précise D. Vandeplassche. La supraconductivité est un phénomène caractérisé par l’absence de résistance électrique de certains matériaux sous une température donnée. « La température requise se situe à 2 kelvins. »

Afin d’atteindre cette température, le SCK CEN doit installer des cryomodules. Les cryomodules s’occupent du refroidissement, ce qui permet aux cavités d’accomplir leur tâche. « À savoir, l’accélération du faisceau de protons », insiste D. Vandeplassche.

Un prototype développé

Le SCK CEN a demandé l’aide de l’entreprise française SDMS, La Chaudronnerie Blanche à la suite d’un appel d’offres. « L’entreprise possède une expérience solide en la matière et est enthousiaste à l’idée de travailler pour MYRRHA », raconte D. Vandeplassche. Portée par son enthousiasme, l’entreprise s’est immédiatement mise au travail et a fait savoir qu’elle avait terminé le développement d’un cryostat complet pour le prototype du cryomodule. Le cryostat se compose de plusieurs éléments dont une enceinte à vide, un écran thermique en cuivre et un réservoir cryogénique. Le tout est actuellement soumis à des essais stricts de fiabilité et de sûreté à Orsay (France).

Sur la photo : le cryostat, l’enveloppe du cryomodule.