Simulation du transport turbulent du lithium dans les réacteurs à fusion

Bien que certains réacteurs à fusion modernes envisagent l’utilisation du lithium comme composant face au le plasma, son mécanisme de transport reste encore peu étudié, et diffère de celui des impuretés lourdes telles que le tungstène. Pour le lithium et les autres impuretés légères, le transport turbulent domine la  contribution néoclassique, ce qui motive une étude dédiée à la détermination de la diffusion turbulente, de la thermodiffusion et de la convection pure. Dans ce travail, nous validons une nouvelle méthode permettant d’extraire ces coefficients à l’aide du code gyrocinétique global full-f GYSELA. En l’absence de barrière de transport, la méthode reproduit des résultats cohérents avec ceux déjà obtenus pour l’hélium, montrant que la thermodiffusion est du même ordre de grandeur que la diffusion et la convection pure. L'introduction d'une zone de cisaillement ExB formant une barrière de transport modifie la structure radiale des coefficients. Les niveaux de transport diminuent dans le cœur, tandis qu’au sein de la barrière, la convection devient dominante et tous les flux changent de signe. Les contributions diffusive et thermodiffusive se compensent également partiellement selon les gradients locaux. Enfin, l'évaluation du peaking factor montre que la présence d'une barrière de transport réduit significativement l'accumulation d'impuretés dans le cœur du plasma.

Titre complet : Etude gyrocinétique globale du transport turbulent du lithium dans le plasma de cœur avec et sans barrière de transport.
Auteurs de l’article : Romain Avril, Etienne Gravier, Kyungtak Lim, Guillaume Lo-Cascio, Yanick Sarazin, Xavier Garbet, Maxime Lesur, Timothé Rouyer, Achilleas Evangelias, Francesco Volpe, Jérôme Moritz
Références de l’article : R. Avril et al. Phys. Plasmas 33, 032302 (2026) 
DOI : https://doi.org/10.1063/5.0316178