L'accumulation de tungstène au cœur du plasma cause des pertes radiatives importantes, souvent observées dans le tokamak européen JET (Grande-Bretagne) et Asdex-Upgrade (Allemagne), mais extrêmement rarement dans West.

Le tungstène a été choisi pour tapisser la chambre à vide de tokamaks car il résiste aux millions de degrés que peut atteindre le plasma de fusion et parce qu'il n'absorbe pas le tritium (un des deux réactifs). Cependant, des atomes de tungstène sont arrachés aux parois et transportés soit par collisions successives, soit par convection turbulente. Or une rotation élevée du plasma peut majorer très fortement le transport collisionnel de ces atomes « lourds ».

Dans JET et Asdex-Upgrade – comme dans de nombreuses autres machines – le plasma est chauffé par injection de faisceaux de particules neutres qui l'entraînent en rotation. La force centrifuge favorise alors, dans la partie externe du plasma, l'accumulation d'impuretés qui s'acheminent ensuite « naturellement » vers sa partie interne, où ils rayonnent intensément et dégradent le confinement de l'énergie.

Dans West, le plasma est chauffé par des ondes radiofréquence et sa rotation reste faible. Dans Iter, la situation sera similaire à celle de WEST car la contribution des faisceaux de particules neutres à haute énergie (1 MeV) sera modeste.

En s'appuyant sur des calculs réalisés avec des codes de turbulence et de transport collisionnel, les chercheurs de l'IRFM démontrent que dans les conditions expérimentales de West, le transport collisionnel des atomes de tungstène reste faible et le transport turbulent domine.

Ce résultat, important pour l'exploitation d'Iter et pour la conception des futurs réacteurs de fusion, facilitera l'étude des rares cas d'accumulation encore inexpliqués et des remédiations à envisager.

La description de ces processus sera enfin intégrée au simulateur rapide d'évolution du plasma qui sera réalisé en 2021 dans le cadre d'un projet européen.