fr.wedoany.com Rapport : La première norme internationale pour les accélérateurs linéaires d'électrons utilisés dans le traitement par irradiation, élaborée sous la direction de la Chine, a été officiellement publiée. La norme
Auparavant, il n'existait pas de référence unifiée à l'échelle mondiale pour la conception, la réception et le commerce d'exportation des produits d'accélérateurs d'irradiation, ce qui créait d'importantes barrières sectorielles. Cette norme permettra de normaliser les systèmes de recherche et développement, de production et de contrôle des accélérateurs linéaires d'électrons utilisés dans le traitement par irradiation dans le monde entier, renforçant ainsi la voix de la Chine dans les domaines des technologies nucléaires non énergétiques civiles et des équipements d'irradiation, tout en réduisant les coûts de certification pour l'exportation des équipements d'irradiation chinois et en favorisant la commercialisation à grande échelle des accélérateurs haut de gamme chinois sur le marché international. Cette norme a été élaborée conjointement par l'Institut chinois de l'énergie atomique et l'Institut de normalisation de l'industrie nucléaire, avec la participation d'experts de plusieurs pays au sein d'un groupe de travail international. Elle a suivi l'ensemble du processus IEC, comprenant le vote de proposition, la rédaction du projet, la consultation, le vote sur le projet de comité (CDV) et l'approbation du projet final de norme internationale (FDIS), et a été achevée en près de deux ans, soit un an plus tôt que prévu.
Les accélérateurs d'irradiation sont largement utilisés dans des domaines tels que l'irradiation des aliments et des médicaments, la modification des matériaux et la stérilisation médicale. Dès 2007, l'Institut chinois de l'énergie atomique a développé le premier accélérateur d'irradiation électronique commercial haute énergie et haute puissance de 10 MeV/20 kW doté de droits de propriété intellectuelle indépendants en Chine. Par la suite, l'équipe de recherche et développement d'accélérateurs linéaires de l'Institut de recherche intégrée sur les technologies nucléaires a continuellement promu le développement des équipements vers des gammes multi-énergies, une conception compacte et une standardisation des séries. Cette jeune équipe, dont l'âge moyen est inférieur à 35 ans, possède une expertise couvrant la dynamique des faisceaux, la conception des structures micro-ondes, l'usinage de précision, le brasage sous vide, les alimentations haute tension, les technologies de contrôle et le diagnostic des faisceaux.
Dans le développement du nouvel accélérateur linéaire d'irradiation électronique polyvalent de 10 MeV/30 kW, la fabrication du tube accélérateur et le réglage du faisceau à haute puissance sont des tâches essentielles. « La structure des tubes accélérateurs traditionnels présente certains goulots d'étranglement en termes de perte de puissance et d'amélioration de l'efficacité. Pour atteindre une haute efficacité, il est nécessaire de sortir des sentiers battus », a déclaré Zhu Zhibin, chef de l'équipe. L'équipe a rapidement constitué un groupe de travail composé de spécialistes en conception physique, en procédés structurels et en essais de validation, a systématiquement examiné les données techniques et, en combinant des méthodes de simulation avancées, a reconstruit le modèle physique de la structure d'accélération. Lors des périodes les plus intensives d'itération des solutions, l'équipe effectuait presque quotidiennement un cycle d'ajustement du modèle, de calculs de simulation et de révision des résultats. Le tube accélérateur est composé de cinquante à soixante cavités et doit être soudé en une seule fois dans un four de brasage. Au début, plusieurs essais de soudage n'ont pas atteint les objectifs en raison de défauts d'étanchéité. L'équipe a optimisé chaque paramètre, de la courbe de température de soudage à la précision du positionnement des cavités, en passant par les méthodes de contrainte des outillages, et a finalement réussi à souder le tube accélérateur.
Après avoir surmonté les difficultés liées au tube accélérateur, l'équipe s'est consacrée au réglage de la puissance du faisceau de 30 kW. Atteindre une puissance moyenne du faisceau de 30 kW avec un rapport cyclique de 8‰ nécessite une coordination et une adaptation systématiques. Yang Jinghe, chef de projet, a déclaré : « Les prédécesseurs du laboratoire nous ont fourni une base de recherche solide. En tant que jeunes, nous devons, dans cette nouvelle ère, placer les indicateurs clés au premier plan de l'industrie. » Pendant le réglage, l'équipe a insisté sur une augmentation progressive de la puissance par étapes, un allongement progressif de la largeur d'impulsion et une optimisation dynamique des paramètres de fonctionnement. Finalement, l'intensité du courant d'impulsion de l'accélérateur a atteint 400 mA, l'efficacité de capture de la structure d'accélération a atteint 84 %, le taux d'utilisation de la puissance a atteint 75 %, et la puissance du faisceau a pu atteindre 32 kW, le cycle complet de développement n'ayant duré qu'un peu plus de 150 jours.
Grâce à des années d'accumulation technique dans les accélérateurs linéaires d'irradiation électronique de multiples modèles, en mars 2023, l'Institut chinois de l'énergie atomique et l'Institut de normalisation de l'industrie nucléaire ont officiellement mis à l'ordre du jour la normalisation internationale en série des accélérateurs linéaires d'électrons pour le traitement par irradiation. Wang Guobao, scientifique en chef du Groupe nucléaire chinois, a déclaré : « Si nous élaborons une norme internationale, nous pourrons normaliser les systèmes de recherche et développement, de production et de contrôle des produits d'accélérateurs d'irradiation dans le monde entier, renforçant ainsi la voix de la Chine sur la scène internationale, tout en réduisant les coûts de certification pour l'exportation des équipements d'irradiation chinois et en favorisant la commercialisation à grande échelle des accélérateurs haut de gamme chinois sur le marché international. » En octobre 2023, lors de la réunion en ligne du 20e groupe de travail du Comité technique des instruments nucléaires de la CEI, l'équipe a présenté son approche de proposition. En février 2024, le document de nouvelle proposition de travail (NP) a été publié et le vote a été ouvert ; en mai, les 10 États membres participants ont voté à l'unanimité en faveur. Yu Guolong, responsable du projet de norme internationale, a déclaré : « Les points de vue techniques et les intérêts sectoriels de chaque pays sont différents. Les réunions des groupes de travail internationaux sont souvent les arènes de débats académiques les plus intenses. La publication d'une norme internationale peut être considérée comme un processus de mille et une épreuves, passant par des révisions, des discussions et des votes répétés jusqu'à ce que les principales divergences entre les pays soient pratiquement éliminées. » En près de deux ans, l'équipe du projet a organisé plusieurs réunions internationales, a amélioré le projet à plusieurs reprises en fonction des avis des experts de chaque pays, et a obtenu une approbation unique aux étapes du projet de comité (CD), du projet de comité pour vote (CDV) et du projet final de norme internationale (FDIS).
Du nouvel accélérateur linéaire d'irradiation électronique polyvalent à haute efficacité de 10 MeV à la publication de la première norme internationale pour les accélérateurs d'irradiation dirigée par la Chine, cette jeune équipe est devenue une force centrale, réalisant successivement plusieurs percées technologiques clés et déposant plus de 30 demandes de brevets d'invention.
