Diagnostics
60 instruments pour mesurer 101 paramètres ... les diagnostics d'ITER devront fonctionner dans des conditions extrêmes et inédites. Tous les membres d'ITER sont impliqués dans le développement et la fourniture des instruments.
Un système de diagnostics très complet sera installé sur la machine ITER afin de collecter les mesures qui permettront de contrôler, d'évaluer et d'optimiser le comportement du plasma et d'en mieux comprendre la physique. Des mesures de température, de densité, de teneur en impuretés et de temps de confinement des particules et de l'énergie seront ainsi réalisées.
Dans la chambre à vide du tokamak ITER, les instruments seront exposés à des conditions extrêmes, inédites, et devront faire preuve de la plus grande précision. L'intensité des flux de particules neutres, des flux de neutrons ainsi que leur fluence seront respectivement cinq, dix et dix mille fois supérieurs aux niveaux les plus élevés enregistrés dans les machines de fusion actuelles. Quant à la durée des décharges (période de temps durant laquelle la réaction se maintient), elle sera environ cent fois supérieure.
Les instruments seront installés dans une vingtaine de queusots (« port plugs ») distribués autour de la chambre à vide. Ces éléments massifs, aussi large et presque aussi long qu'un autobus, préservent le vide de la chambre à plasma tout en permettant l'implantation des instruments près du plasma et la transmission des signaux vers les systèmes de réception et d’interprétation. Pour les instruments nécessitant des lignes de vue sur le plasma, des petites ouvertures sont ménagées dans la partie du queusot qui fait face au plasma.
En fournissant des données sur l'équilibre magnétique du plasma, sur l'intensité de son courant, et sur l'énergie stockée, des systèmes de mesure magnétiques permettront d'en contrôler la forme et la position.
Des mesures neutroniques (imagerie neutronique, spectromètres, mesures de flux d'émission) fourniront des informations fiables sur la quantité d'énergie de fusion produite.
Des systèmes optiques (diffusion Thomson et interféromètres) seront mis en œuvre pour mesurer la température et les profils de densité au cœur et en périphérie du plasma d'ITER.
Des systèmes bolométriques entourant la chambre à vide fourniront, grâce à des techniques tomographiques des informations sur la distribution spatiale du rayonnement électromagnétique du plasma, dans sa région centrale comme dans celle du divertor.
Des diagnostics spectroscopiques opérant dans une large gamme, du visible au rayonnement X, ainsi que des analyseurs de particules neutres renseigneront les opérateurs sur les différents paramètres du plasma, tels que la caractérisation des impuretés (lourdes/légères), le flux des particules, la température ionique et électronique, la spectroscopie des alphas, la rotation toroïdale et poloïdale et la densité du courant.
Pour mesurer la position du plasma, des mesures micro-ondes en sonderont la région centrale ainsi que celle du divertor.
Des diagnostics opérationnels et les systèmes face au plasma contribuent à la protection et à la conduite de la machine. Des caméras opérant dans le visible et l'infrarouge seront dédiées à la surveillance des conditions régnant dans la chambre à vide et dans la région du divertor. D'autres instruments mesureront la pression, la température des cibles du divertor, des gaz résiduels, l'inventaire tritium, la quantité de poussières ...