Tokamak

Tokamak (von russisch: toroidalnaja, kamera, magnitnaja wobei das g durch ein k ersetzt wurde um eine Ähnlichkeit mit dem Wort Magie zu vermeiden; dt. toroidal, Kammer, magnetisch) ist der Name eines Typs von Fusionsreaktoren, in denen ein heißes Plasma aus Wasserstoff oder seiner Isotope (bei etwa 400 Millionen Grad) durch ein Magnetfeld in toroidaler Form gehalten wird, ohne daß das Plasma die Reaktorwände berührt, um Abkühlung und Materialschäden zu verhindern.

Im Fusionsreaktor tritt ab einer bestimmten Temperatur und Teilchendichte eine kontrollierte Kernfusion auf.

Das Plasma wird durch ohmsche Heizung, Induktion(magnetisches Wechselfeld) und u.U. durch Einschuss von Teilchenstrahlen und Laserimpulsen erhitzt, gleichzeitig mitunter mittels Myonenkatalyse verändert.

Die ersten Tokamak-Experimente wurden in der Sowjetunion durchgeführt.

Das Tokamak-Prinzip wurde von den sowjetischen Physikern Andrej Sacharow und Igor Jewgenjewitsch Tamm zu Beginn der 50er Jahre erfunden.

Eine alternative Form eines Fusionsreaktors ist der Stellarator, bei dem der poloidale Anteil des einschliessenden Magnetfeldes nicht durch den intrisischen Plasmastrom, sondern durch externe gewundenen Spulen erzeugt wird.

Obwohl ein Stellarator im Gegensatz zum gepulsten Betrieb eines Tokamaks beliebig lange Plasma-Entladungen erlauben würde, wird zur Zeit das Tokamak-Prinzip erfolgreicher erforscht, da die optimale Spulengeometrie eines Stellarators sehr kompliziert ist und erst in jüngerer Zeit dank leistungsfähiger Computerprogramme hinreichend genau konstruiert werden können.

Mit Tokamaks konnte bereits vielfach eine Kernfusion erreicht werden, jedoch ist es bisher nicht gelungen, dadurch mehr Energie zu erzeugen als eingesetzt wurde.

In Deutschland wird zur Zeit an zwei großen Tokamaks geforscht: ASDEX Upgrade am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik in Garching bei München und TEXTOR am Forschungszentrum Jülich.

Siehe auch: ITER, Bubble-Fusion, Kalte Fusion