thumb|Tokamak’ens magnetfelter og strømme. Der er her vist de toroidale (donut-formede) felter og de spoler (blå), som danner dem. Plasma-strømmen er vist (rød) og det poloidale felt, som inducerer strømmen - og det resulterende snoede felt, når disse lægges sammen. En tokamak (tокамак) er en type fusionsreaktordesign, som anvender et torusformet magnetfelt til at indeslutte plasmaet. Navnet stammer fra den russiske forkortelse токамак, for "тороидальная камера в магнитных катушках" (toroidalnaja kamera v magnitnykh katusjkakh) – "toroidalkammer i magnetspoler".
For at opnå en stabil plasmaligevægt forudsætter det magnetfeltlinjer, der bevæger sig rundt om torussen med en skruelinjeform. Sådan et skruelinjeformet felt kan dannes ved at tilføje et toroidalformet felt (gående rundt om torussen i cirkler) og en poloidalt felt (gående i cirkler vinkelret på dette toroidale felt). I en tokamak dannes det toroidale felt med elektromagneter, som går rundt om torussen - og det poloidale felt er resultatet af en toroidal elektrisk strøm, der løber inde i plasmaet. Denne elektriske vekselstrøm bliver induceret i plasmaet med et andet system af elektromagneter.
Tokamakken er en af adskillige typer af magnetiske indeslutningsenheder og er en af de mest udforskede kandidater for at opnå et producere en styret termonuklear fusionskraft. Magnetfelter anvendes til at indeslutte plasmaet, da ingen faststoffer kan klare de ekstremt høje plasmatemperaturer.
Tokamakker blev opfundet i 1950'erne af de sovjetiske fysikere Igor Tamm og Andrei Sakharov - og inspireret af en oprindelig ide fra Oleg Lavrentiev.Bondarenko B D "Role played by O. A. Lavrent'ev in the formulation of the problem and the initiation of research into controlled nuclear fusion in the USSR" Phys. Usp. 44 844 (2001) available online
Eksperimentelle tokamakker
Aktuelt i drift (i kronologisk orden fra driftsstart) 190px|thumb|Alcator C-Mod 1960'erne: TM1-MH (since 1977 Castor; siden 2007 GolemGolem tokamak) i Prag, Tjekkoslovakiet. I drift i Kurchatov Institute siden de tidlige 1960'ere men omdøbt til Castor i 1977 og flyttet til IPP CAS, Prag; i 2007 flyttet til FNSPE, Czech Technical University in Prague og omdøbt til Golem. 1975: T-10, i Kurchatov Institute, Moskva, Rusland (tidligere Sovjetunionen); 2 MW 1978: TEXTOR, i Jülich, Tyskland 1983: Joint European Torus (JET), i Culham, Storbritannien 1983: Novillo Tokamak,Ramos J., Meléndez L. et al., Diseño del Tokamak Novillo, Rev. Mex. Fís. 29 (4), 551, 1983 ved Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares, i Mexico City, Mexico 1985: JT-60, i Naka, Ibaraki Prefecture, Japan; (bliver opgraderet til Super, Advanceret model) 1987: STOR-M, University of Saskatchewan; Canada; første demonstration af vekselstrøm i en tokamak. 1988: Tore Supra, ved CEA, Cadarache, Frankrig 1989: Aditya, ved Institute for Plasma Research (IPR) i Gujarat, Indien 1980s: DIII-D,DIII-D (video) i San Diego, USA; driftet af General Atomics siden de sene 1980'ere 1989: COMPASS, i Prag, Tjekkoslovakiet; i drift siden 2008, tidligere i drift fra 1989 til 1999 i Culham, Storbritannien 1990: FTU, i Frascati, Italien 1991: Tokamak ISTTOK, ved Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear, Lissabon, Portugal; thumb|NSTX-reaktor set udefra. 1991: ASDEX Upgrade, i Garching, Tyskland 1992: H-1NF (H-1 National Plasma Fusion Research Facility) baseret på H-1 Heliac apparatet bygget af Australia National University's plasma physics group og i drift siden 1992 1992: Alcator C-Mod, MIT, Cambridge, USA 1992: Tokamak à configuration variable (TCV), ved EPFL, Schweiz 1994: TCABR, ved University of São Paulo, São Paulo, Brasilien; denne tokamak blev overført fra Centre des Recherches en Physique des Plasmas i Schweiz 1995: HT-7, i Hefei, Kina 1999: MAST, i Culham, Storbritannien 1999: NSTX i Princeton, New Jersey, USA 1999: Globus-M i Ioffe Institute 1990s: Pegasus Toroidal ExperimentPegasus Toroidal Experiment ved University of Wisconsin-Madison; i drift siden de sene 1990'ere 2002: HL-2A, i Chengdu, Kina 2006: EAST (HT-7U), i Hefei, Kina (ITER-medlem) 2008: KSTAR, i Daejon, Sydkorea (ITER-medlem) 2010: JT-60SA, i Naka, Japan (ITER-medlem); opgraderet fra JT-60. 2012: SST-1, i Gandhinagar, Indien (ITER-medlem); Institute for Plasma Research reporterede 1000 sekunders drift.The SST-1 Tokamak Page 2012: IR-T1, Islamic Azad University, Science and Research Branch, Tehran, Iran 2019: NORTH, DTU, Lyngby, Danmark (https://web.archive.org/web/20240730192139/https://www.dtu.dk/nyheder/alle-nyheder/nyhed?id=adc8577d-26b1-440a-8f09-b8041c32bf6f)
Tidligere i drift thumb|Alcator C tokamak's kontrolrum ved MIT Plasma Science and Fusion Center, omkring 1982–1983. 1960s: T-3 og T-4, i Kurchatov Institute, Moskva, Rusland (tidligere Sovjetunionen); T-4 i drift 1968. 1963: LT-1, Australia National University's plasma physics group byggede den første tokamak udenfor Sovjetunionen c. 1963 1971-1980: Texas Turbulent Tokamak, University of Texas at Austin, USA 1973-1976: Tokamak de Fontenay aux Roses (TFR), nær Paris, Frankrig 1973-1979: Alcator A, MIT, USA 1978-1987: Alcator C, MIT, USA 1979-1998: MT-1 Tokamak, Budapest, Ungarn (Bygget af Kurchatov Institute, Rusland, transporteret til Ungarn i 1979, genopbygget som MT-1M i 1991) 1982-1997: TFTR, Princeton University, USA 1987-1999: Tokamak de Varennes; Varennes, Canada; driftet af Hydro-Québec og anvendt af forskere fra Institut de recherche en électricité du Québec (IREQ) og Institut national de la recherche scientifique (INRS) 1988-2005: T-15, i Kurchatov Institute, Moskva, Rusland (tidligere Sovjetunionen); 10 MW 1991-1998: START i Culham, Storbritannien 1990'ere-2001: COMPASS, i Culham, Storbritannien 1994-2001: HL-1M Tokamak, i Chengdu, Kina 1999-2005: UCLA Electric Tokamak, i Los Angeles, USA
Planlagte ITER, internationalt projekt i Cadarache, Frankrig; 500 MW; bygning startede i 2010, første plasma forventes i 2020. DEMO; 2000 MW, vedvarende drift, forbundet til elnettet. Planlagt efterfølger til ITER; bygning forventes startet i 2024.
Kilder/referencer
Se også Magnetisk spejl Edge-Localized Mode Stellarator Dynomak Reversed-field pinch
Eksterne henvisninger
CCFE - site from the UK fusion research centre CCFE. Fusion Programs at General Atomics, including the DIII-D National Fusion Facility, an experimental tokamak. Fusion and Plasma Physics Seminar at MIT OCW Unofficial ITER fan club, Club for fans of the biggest tokamak planned to be built in near future. www.tokamak.info Extensive list of current and historic tokamaks from around the world.
Kategori:Fusionskraft