Токамак

Токамак (далее Т) (сокращенное от "тороидальная камера с полем"), замкнутая магнитная ловушка, имеющая форму тора и предназначенная для создания и удержания высокотемпературной плазмы. Предложена в 1950 И. Е. Таммом и А. Д. Сахаровым в связи с проблемой управляемого термоядерного синтеза (УТС). Основополагающий вклад в разработку и изучение систем типа Т внес коллектив советских ученых под руководством Л. А. Арцимовича, который с 1956 начал экспериментальные исследования этих систем в Институте энергии им. И. В. Курчатова (ИАЭ).   Удерживающее и стабилизирующее плазму поле в Т есть сумма трех полей: поля Нw, создаваемого током , текущим по тороидальному плазменному витку; значительно более сильного тороидального поля Нj, параллельного току; относительно слабого поперечного поля ^, направленного параллельно главной оси тора. j, создается катушками, намотанными на тор, Н^ - расположенными вдоль тора проводниками. Силовые линии суммарного поля имеют вид спиралей, которые, многократно обходя вокруг тора, образуют систему замкнутых вложенных друг в друга тороидальных поверхностей. Плазма в Т маг-нитогидродинамически устойчива, если выполняется критерий Шафранова - Крускала: Нjа /НwR > 1, где R -большой радиус тора, а - радиус поперечного сечения плазменного витка. Поперечное поле Н^ " Нwа /R необходимо для удержания плазмы в равновесии. Плазма нагревается протекающим по ней током; для ее дополнительного нагрева используют переменные электромагнитные поля и инжекцию быстрых нейтральных   В 1968 на Те Т-4, сооруженном в ИАЭ, была впервые получена квазистационарная физическая термоядерная реакция. Характеристики установки Т-4: а = 17 см, R = 90 см, j = 3,5×104 э, = 1,5×105 а. Максимальные достигнутые на ней параметры плазмы: температура ионов дейтерия ~ 8×106 К, плотность ионов ~ 1014см-3, время удержания энергии в плазме ~ 0,02 сек. С начала 70-х гг. 20 в. системы Т заняли лидирующее положение в исследованиях по УТС во всем мире. К 1976 закончено сооружение установок, значительно более крупных, чем Т-4, а именно - Т-10 в СССР, PLT и Алкатор в США, TFR во Ряд проектов термоядерного реактора, осуществление которых планируется на конец 20 в., основан на системах Т   Лит.: см. при ст. Управляемый термоядерный синтез.   В. С. Муховатов.