Temat dotyczący projektu ITER stał się w ostatnim czasie dominującym na naszym blogu. Nierozerwalnie w oczywisty sposób łączy się z nim zagadnienie kontrolowanej reakcji termojądrowej, w której udział biorą izotopy wodoru (deuter i tryt) oraz helu-3. W tym artykule będziemy kontynuować ten temat, mając na celu jeszcze baczniejsze przyjrzenie się okiem laika projektowi ITER i zachodzących w nim procesów. Główny proces w laboratorium ITER zachodzić będzie w tak zwanym tokamaku. Cóż to za urządzenie?

Tokamak – szczegóły konstrukcyjne

Tokamak to nazwa skrótowa, powszechnie przyjęta przez naukowców z całego świata na oznaczenie sprzętu służącego do przeprowadzania kontrolowanej reakcji termojądrowej. Etymologia nazwy ma swoje źródło w języku rosyjskim i dosłownie oznacza „toroidalną komorę z cewką magnetyczną” (ros. toroidalnaja kamiera s magnitnymi katuszkami).

Główna komora urządzenia ma kształt torusa, który wypełniony jest zjonizowanym gazem (deuterem lub jego mieszaniną z trytem, w wyniku rozpadu którego powstaje atom helu-3). W pierścieniu owego gazu zmienne pole magnetyczne transformatora indukuje prąd powodujący wyładowania. W wyniku reakcji tworzy się gorąca plazma. Kontrolowana reakcja pozwoli, w opinii naukowców, wykorzystać ją jako źródło energii.

Tokamak – trochę historii

Pierwszy prototyp tego typu urządzenia na świecie skonstruował zespół sowieckich uczonych pod przewodnictwem uznanego fizyka Lwa Arczimowicza. Odbywało się to w połowie lat 60-tych ubiegłego wieku. Miejscem rozgrywających się przełomowych wówczas wydarzeń w świecie fizyki był Instytut Energii Atomowej w Moskwie. Natomiast wcześniej samą zasadę działania tokamaka opracowali Igor Jewgieniewicz Tamm (wybitny teoretyk fizyki Uniwersytetu Moskiewskiego, żyjący w latach 1895-1971) oraz Andriej Dmitriewicz Sacharow (fizyk, obdarzony mianem „ojca” radzieckiej broni termojądrowej; lata jego życia to 1921-1989). Dzięki wieloletniej współpracy wspólnie opracowali między innymi teorię kontrolowanej syntezy jądrowej, której ustalenia są z pewnością pomocne przy aktualnych badaniach nad projektem ITER. Ponadto, do ich wspólnych dokonań należy zaliczyć konstrukcję głowicy termojądrowej. Lata 70-te rozpoczęły nurt światowych badań nad zrozumieniem istoty syntezy termojądrowej. Zaowocowały one dzisiejszymi dociekaniami nad możliwością kontroli reakcji, w wyniku której otrzymywany jest izotop hel-3. Z pewnością wejdą one w obszar jednych z najintensywniej badanych problemów. Świadectwem tego jest skala i rozmach projektu ITER, o którym macie już nieco pojęcia dzięki naszym artykułom.