Wie funktioniert es?

Das Herzstück eines Tokamak ist seine donutförmige Vakuumkammer.
Im Inneren wird gasförmiger Wasserstoffbrennstoff unter dem Einfluss von extremer Hitze und Druck zu einem Plasma — einem heißen, elektrisch geladenen Gas. In einem Stern wie in einer Fusionsvorrichtung bieten Plasmen die Umgebung, in der leichte Elemente verschmelzen und Energie abgeben können.
Die geladenen Teilchen des Plasmas können durch die massiven Magnetspulen um das Gefäß herum geformt und gesteuert werden; physiker nutzen diese wichtige Eigenschaft, um das heiße Plasma von den Gefäßwänden fernzuhalten. Der Begriff „Tokamak“ kommt von einem russischen Akronym, das für „Ringkammer mit Magnetspulen“ steht (тороидальная камера с магнитными катушками).
Um den Prozess zu starten, werden zuerst Luft und Verunreinigungen aus der Vakuumkammer evakuiert. Als nächstes werden die Magnetsysteme, die zur Begrenzung und Steuerung des Plasmas beitragen, aufgeladen und der gasförmige Brennstoff eingeführt. Wenn ein starker elektrischer Strom durch das Gefäß fließt, bricht das Gas elektrisch zusammen, wird ionisiert (Elektronen werden von den Kernen abgestreift) und bildet ein Plasma.Wenn die Plasmateilchen erregt werden und kollidieren, beginnen sie sich auch zu erwärmen. Zusatzheizverfahren helfen, das Plasma auf Fusionstemperaturen (zwischen 150 und 300 Millionen ° C) zu bringen. Teilchen, die in einem solchen Ausmaß „erregt“ sind, können ihre natürliche elektromagnetische Abstoßung bei einer Kollision überwinden, um zu verschmelzen und große Mengen an Energie freizusetzen.Zuerst entwickelt von der sowjetischen Forschung in den späten 1960er Jahren, hat die Tokamak auf der ganzen Welt als die vielversprechendste Konfiguration der magnetischen Fusionsvorrichtung angenommen worden. ITER wird der größte Tokamak der Welt sein – doppelt so groß wie die größte Maschine, die derzeit in Betrieb ist, mit dem zehnfachen Volumen der Plasmakammer.