Was ist ein Tokamak?

Ein Tokamak ist ein ringförmiger (ringförmiger) magnetischer Plasmaeinschluss, der führende Kandidat für die Erzeugung magnetischer Fusionsenergie. Der Begriff Tokamak stammt aus dem Russischen: "toroidalnaya", "kamera" und "magnitnaya", was "toroidal, chamber, magnetic" bedeutet. Der letzte Buchstabe g wurde durch k ersetzt, um eine Analogie zum Wort Magie zu vermeiden. Es wurde in den 1950er Jahren von Igor Jewgenijewitsch Tamm und Andrej Sacharow erfunden.

Der Tokamak ist gekennzeichnet durch die Verwendung des Plasmastroms zur Erzeugung der helikalen Komponente des Magnetfelds, die für stabile Gleichgewichte erforderlich ist. Dies ist vergleichbar mit einer anderen toroidalen magnetischen Begrenzungsvorrichtung, dem Stellarator, bei dem alle begrenzenden Magnetfelder von externen Spulen erzeugt werden und ein vernachlässigbarer Strom durch das Plasma fließt.

Warum Donut geformt? Die besondere Form des Fusionsreaktors ist aufgrund einer besonderen Eigenschaft eines Donuts erforderlich, die beispielsweise eine Kugel nicht hat. Das wesentliche Problem ist der Satz von der haarigen Kugel. Wenn aus einer Kugel Haare wachsen, ist es unmöglich, sie zu kämmen, damit keine Haare hochstehen. Ein haariger Donut kann jedoch so gekämmt werden.

Dies ist wichtig, da ein Fusionsreaktor ein haariger Donut ist, dessen Haare die Magnetfeldlinien sind. Eine Haarsträhne, die am Ende steht, würde eine Instabilität im Reaktor bedeuten.