Un gros glaçon (16 mm) injecté pour atténuer les perturbations vient heurter la plaque déflectrice puis vole en éclats. Les chercheurs travaillent sur l'orientation des plaques déflectrices afin d'optimiser la répartition spatiale des débris.
Diverses associations d'isotopes d'éléments légers sont susceptibles de produire une réaction de fusion ; toutefois, dans les machines de fusion, c'est la réaction deutérium-tritium (D-T) qui se révèle la plus efficace. De très faibles quantités de deutérium et de tritium suffisent à alimenter la réaction de fusion (à l'intérieur de la chambre à vide la quantité de combustible dans le plasma ne dépasse jamais quelques grammes). Alors qu'une centrale au charbon de 1000 MW brûle 2,7 millions de tonnes de charbon par an, une centrale de fusion de taille équivalente ne consommera que 250 kilos de combustible chaque année, répartis à parts égales entre le deutérium et le tritium.
Pour obtenir du deutérium, il suffit de distiller de l'eau, qu'il s'agisse d'eau douce ou d'eau de mer. Cette ressource est largement disponible et quasiment inépuisable. Chaque mètre-cube d'eau de mer contient 33 grammes de deutérium que l'on extrait de manière routinière à des fins scientifiques et industrielles.
Le tritium est l'isotope radioactif de l'hydrogène. Sa désintégration est rapide et il n'est présent dans la nature qu'à l'état de traces. Le tritium peut toutefois être produit par l'interaction d'un neutron et d'un atome de lithium. Dans ITER, ce mode de génération du tritium sera exploré de manière expérimentale.
Le lithium est un métal léger, présent en abondance dans la croûte terrestre. Les ressources prouvées, faciles à extraire, représentent un stock suffisant pour alimenter les centrales de fusion pendant plus de 1 000 ans. Le lithium est également présent dans l'eau de mer (en quantité suffisante pour couvrir les besoins en énergie de la planète pendant ~ 6 millions d'années).
Il existe également un stock de tritium d'une vingtaine de kilos, issu du fonctionnement d'un certain type de réacteur de fission (CANDU) et réparti entre différentes installations nucléaires. C'est dans ce stock qu'ITER puisera pendant sa phase d'exploitation. Pour répondre aux besoins des futures centrales de fusion industrielles, il sera essentiel de
produire du tritium à partir de la réaction de fusion.
Le cycle d'alimentation en combustible en « boucle D-T fermée » d'ITER. Le deutérium et le tritium sont introduits dans la chambre à vide, où seule une fraction minime du combustible se consume. La partie non consumée du plasma est récupérée et traitée par un système de séparation isotopique qui extrait les combustibles de fusion pour les réinjecter dans le cycle du combustible.
Les combustibles utilisés dans la machine ITER seront traités en cycle fermé. À l'intérieur du plasma, la quantité de tritium sera inférieure à un gramme.
La réaction de fusion au sein du tokamak ITER sera alimentée par du deutérium et du tritium, deux isotopes de l'hydrogène. ITER sera la première machine de fusion entièrement conçue pour fonctionner avec un mélange deutérium-tritium. Sa mise en service se déroulera en trois phases : fonctionnement à l'hydrogène, suivi d'un fonctionnement au deutérium puis d'un fonctionnement au deutérium-tritium.
Pour amorcer la réaction de fusion, il faut dans un premier temps évacuer la totalité de l'air et des impuretés présents dans la
chambre à vide. Les puissants
aimants qui assurent le confinement et le contrôle du plasma sont alors activés puis le combustible gazeux à basse densité est introduit dans la chambre à vide par un système d'injection de gaz. On fait alors circuler un courant électrique dont l'action déclenche un « claquage » puis une ionisation du gaz, et enfin sa transformation en plasma.
Le système d'injection de gaz fournira le premier combustible gazeux avant l'initiation du plasma, puis maintiendra l'apport en combustible tout au long de l'expérience. Avec un débit moyen de 200 Pa m³/s et des pointes à 400 Pa m³/s, la puissance des systèmes d'injection développés pour ITER sera quasiment dix fois supérieure à celle des tokamaks existants.
ITER sera également équipé d'un deuxième système d'alimentation en combustible appelé injecteur de glaçons. Une extrudeuse produit des glaçons d'une taille de plusieurs millimètres, formés d'un mélange de deutérium-tritium, qu'un injecteur pneumatique projette dans le cœur même du plasma. L'injection de glaçons est le principal outil de contrôle de la densité du plasma. Elle permet également de maîtriser de manière efficace les ELMs (Edge Localized Modes), ces « éruptions » hautement énergétiques qui se produisent à la périphérie du plasma, échappent au champ magnétique et dissipent ainsi une partie de son énergie. Une technologie très novatrice, capable d'injecter ces glaçons selon des trajectoires courbes de manière à atteindre les zones du plasma où les ELM se révèlent particulièrement perturbateurs, est en cours de développement.
