Divertor

Le divertor est l'un des éléments essentiels de la machine ITER. Situé sur le « plancher » de la chambre à vide, le divertor d'ITER assure l'extraction des effluents gazeux et des impuretés ainsi qu'une partie de la chaleur générée par les réactions de fusion.

Chacune des 54 «cassettes » du divertor est constituée d'une structure en acier inoxydable et de trois éléments, ou « cibles », positionnés face au plasma : une cible verticale interne, une cible verticale externe et un dôme. Les cassettes peuvent également être équipées d'un certain nombre de systèmes de diagnostics pour le contrôle du plasma et pour son optimisation.

Positionnées à l'intersection des lignes de force du champ magnétique, là où les particules de plasma très énergétiques viennent percuter les composants, les cibles doivent pouvoir supporter des charges thermiques de surface très élevées. Elles sont refroidies de manière active par circulation d'eau.

Les cibles sont exposées à des charges thermiques très importantes, de l'ordre de 10 à 20 MW/m². Le tungstène (W), un métal hautement réfractaire, a été choisi comme matériau de surface au terme d'une démarche internationale destinée à qualifier son utilisation dans le tokamak ITER (recherche et développement, expériences et prototypes).

Les 54 cassettes (10 tonnes chacune) seront installées — et également remplacées au moins une fois au cours de la phase opérationnelle d'ITER — par des outils de télémanipulation spécialement conçus pour le programme.

Les cibles du divertor seront exposées aux flux de chaleur les plus élevés de la machine ITER (10 à 20 MW par mètre carré, soit dix fois ceux d'un vaisseau spatial pendant la phase de rentrée dans l'atmosphère).  Pour s'assurer de la faisabilité industrielle et de la performance de ces éléments critiques, des activités de qualification sont en cours depuis plusieurs années.

Pour démontrer la résistance des cibles en tungstène dans les conditions thermiques extrêmes de la machine ITER, des prototypes de taille réelle ont été validés dans un centre dédié en Russie — le High Heat Flux Test Facility. Des expériences ont également été réalisées au JET (Royaume-Uni) ; en France, le programme WEST (Tore Supra) apportera des renseignements précieux sur le fonctionnement d'un divertor en tungstène sur des durées de décharge longues (plusieurs minutes) ainsi que son impact sur les performances du plasma.