Partikelsensoren für die zivile Kernenergie

Von Berechnungen bis hin zum Prototypendesign bietet SiClade Technologies seine Expertise bei der Detektion radioaktiver Partikel: schnelle oder thermische Neutronen, Betateilchen, Gamma- oder Röntgenphotonen …

Wir verfügen über Fachwissen im Design von SiC-Strahlungssensoren, die in einer Umgebung mit hoher Strahlung eingesetzt werden können. Seit 2022 forschen wir an einer neuen Hauptachse: dem betavoltaischen Nachweis von Tritium für die nukleare Sicherheit neuer Fusionsreaktoren sowie für den Rückbau bestimmter Spaltreaktoren wie CANDU-Reaktoren. Alle von SiClade Technologies für den Nuklearbereich entwickelten Sensoren bilden die KERos-Reihe.

Neutronenerkennung

Die Neutronendetektion ist ein Schlüsselelement für Kernanlagen. In Spaltreaktoren liefert es entscheidende Informationen zur Optimierung der Neutronenausbeute. In Fusionsreaktoren entweichen die erzeugten Neutronen aus dem Kern und ihre externe Dosimetrie ermöglicht dann eine genaue Kenntnis des Zustands der Fusionsreaktion.

Eine der größten Schwierigkeiten bei der Quantifizierung der während des Reaktorbetriebs emittierten Neutronen besteht darin, ein betriebsfähiges, reproduzierbares und langlebiges Detektormaterial in einer sehr heißen und stark strahlenden Umgebung zu verwenden. Zu diesem Zweck entwickeln wir schnelle Neutronendetektoren aus SiC, die unter extremen Temperatur- und Strahlungsbedingungen funktionieren.

Basierend auf früheren Arbeiten mit IM2NP im Rahmen des europäischen I_Smart-Projekts produziert SiClade Technologies nun Multipixel-Sensoren, die Partikelselektivität in Echtzeit in einer rauen Umgebung bieten.

Cuve d'un réacteur de fission (source : J.-F. Noal, LinkedIn).
Kernspaltreaktor (J.-F. Noal, LinkedIn).
KERos_00A-Detektor vor dem 14-MeV-Linear-Neutronenbeschleuniger

Tritiumdosimetrie

Tritium, die Betriebsgrundlage von ITER und Sekundärableitung aus Schwerwasserreaktoren, stellt aufgrund seiner Fähigkeit, Protium im Wasser und in der biologischen Kette zu ersetzen, ein wichtiges Thema der nuklearen Sicherheit dar. Seit 2022 entwickelt unser Unternehmen ein schnelles, einfaches und zerstörungsfreies Tritium-Dosimetrieverfahren mit Echtzeitüberwachung. Es basiert auf der Detektion von Beta-Partikeln, die beim spontanen Zerfall von Tritium emittiert werden, über SiC-Dioden.

Im Rahmen eines A*MIDEX-Universitätsprojekts in Verbindung mit einem CNRS-Vorreifungsprojekt hat SiClade Technologies mehrere Detektoren entwickelt. Zusätzlich zu den exotischen Strukturen dieser Wide-Gap-Halbleiterdetektoren hat SiClade Technologies mit Hilfe angeschlossener Labore einen nomadischen KΩSmΩs-Koffer hergestellt, der in der Lage ist, eine Tritium-Operandenerkennung durchzuführen und gleichzeitig die Signalkontrolle angesichts vorzeitiger externer Störungen zu gewährleisten.

=>  Verlagsverband: https://doi.org/10.1051/epjconf/202328810020

Vue en coupe du tokamak ITER (source : iter.org).
Schnittansicht des ITER-Tokamaks (iter.org).
CANDU-Reaktor (Atomic Energy of Canada).