Headline 1 – Essai et fonctionnement de composants de revêtement de plasma de qualité ITER dans un tokamak

Headline 1 est destiné à tester les composants en tungstène refroidis activement par le plasma dans un environnement tokamak. La première priorité de headline 1 est de minimiser les risques liés à l’acquisition et à l’exploitation de PFC dans le cadre d’ITER. Headline 1 est axée sur l’évaluation des capacités de gestion de la puissance des composants en tungstène, tant en termes de charge de pointe que de vieillissement. Les questions de fonctionnement et de physique qui régissent la capacité de traitement de la puissance de WEST, ainsi que son contrôle, font partie de la headline 1.

L’évaluation des performances du divertor en tungstène semblable à celui d’ITER sous des charges de plasma combinées dans un environnement de tokamak (charges thermiques en régime permanent et transitoire, charges combinées particules/chaleur, etc.

En ce qui concerne la gestion de la puissance, Headline-1 s’attache à tester le divertor en tungstène semblable à celui d’ITER sous des flux de chaleur importants en régime permanent (10-20 MW/m2) ainsi que sous un grand nombre de transitoires inférieurs au seuil (> 105 ELM). La conception modulaire des secteurs du divertor WEST permet de réaliser des expériences « à la carte », telles que l’essai de différentes qualités de matériaux, l’étude de la géométrie et du façonnage monobloc, le vieillissement de composants préalablement endommagés ou mal alignés, des expériences de fusion, etc. Il permettra également de comparer des composants fournis par différents fabricants.

Bien que centrée sur les composants en tungstène du divertor d’ITER, Headline-1 englobe la capacité de traitement de la puissance de tous les PFC en cuve, y compris en particulier le baffle et le divertor supérieur, ainsi que les composants en tungstène du divertor d’ITER et les composants en tungstène du divertor.

En ce qui concerne le vieillissement des PFC, des expériences avec un flux de particules intégré élevé sur les parois de la cuve, comparable à celui d’une décharge nominale d’ITER, sont prévues dans le cadre de la ligne directrice 1. Les effets synergiques de l’exposition combinée des composants à des charges thermiques en régime permanent, à des charges thermiques transitoires et à un flux de particules intégré élevé, qui seront étudiés dans le cadre de l’axe 1 au cours de la phase 2 de WEST, constituent une question hautement prioritaire pour ITER, car ils pourraient avoir une incidence sur la durée de vie des PFC et sur les performances du plasma. Ces campagnes WEST seront complétées par une analyse post-mortem approfondie, permettant de quantifier l’érosion des parois, les changements dans la morphologie du tungstène des surfaces exposées, la production de poussière et la rétention de combustible.

En outre, les questions de physique et de fonctionnement qui déterminent et limitent les charges thermiques sont également incluses dans Headline-1, de sorte que les conditions du plasma de bord et leur contrôle sont étudiés en même temps que les essais PFC. Par conséquent, la physique de l’échappement de la puissance est également abordée dans le cadre de la ligne directrice 1.

En ce qui concerne l’exploitation, le conditionnement de l’installation WEST entièrement métallique fait également partie de la ligne directrice 1, de même que les questions de contrôle spécifiques concernant le fonctionnement sûr du PFC, comme le développement du système de protection de la paroi, y compris les outils de contrôle et les diagnostics associés. Ces aspects sont très importants pour ITER.