Fonctionnement du tokamak

Pour créer le plasma, les particules de deutérium et de tritium atteignent de hautes températures grâce à différents modes de chauffage :

• Le chauffage ohmique, généré par les bobines poloïdales ;
• L’injection de particules accélérées dans un accélérateur de particules annexe. On constate que plus on injecte de particules, plus l’énergie thermique produite est importante. Pour entretenir cette chaleur, on rajoute des ions positifs de deutérium que l'on accélère et que l'on rend électriquement neutre pour ne pas réagir avec le champ magnétique. Les particules cèdent leur énergie cinétique en rencontrant d'autres particules ce qui crée de la chaleur.
• L’injection d’ondes à très haute fréquence ;
• Les réactions de fusion, une fois déclenchées, produiront de l’hélium à haute température qui participera à son tour au chauffage du plasma.

Le plasma est confiné par des champs magnétiques générés pas des bobinages supraconducteurs plongés dans un cryostat d’hélium liquide à -269°C. La puissance produite est récupérée au niveau du tokamak par des protections internes appelées couvertures et divertor (pièce de tore), éléments capables d’évacuer de fortes densités de puissance et refroidis par de l’eau. La chaleur est ensuite évacuée par la circulation d'un fil de caloporteur vers des échangeurs thermiques. L’énergie produite se transforme en un excès de chaleur qui, par convection, est converti en électricité au moyen d’une turbine à vapeur couplée à un alternateur.