Проблемы управляемого термоядерного синтеза, Установка «Токамак

происходящий с выделением энергии при высоких температурах в регулируемых, управляемых

условиях. Скорости протекания термоядерных реакций малы из-за кулоновского отталкивания положительно заряженных ядер. Поэтому процесс синтеза идёт с заметной интенсивностью только между лёгкими ядрами, обладающими малым положительным зарядом и только при высоких температурах, когда кинетическая энергия сталкивающихся ядер оказывается достаточной для преодоления кулоновского потенциального барьера. В природных условиях термоядерные реакции между ядрами водорода (протонами) протекают в недрах звёзд, в частности во внутренних областях Солнца, и служат тем постоянным источником энергии, который определяет их излучение. Сгорание водорода в звёздах идёт с малой скоростью, но гигантские размеры и плотности звёзд обеспечивают непрерывное испускание огромных потоков энергии в течение миллиардов лет. 

градусов. Уже при нескольких тысячах градусов вещество становится плазмой -

хаосом из электронов и ядер, которые с огромными скоростями мечутся и сталкиваются внутри камеры. И хаос этот становится активнее с ростом температуры. На Солнце этот хаос сдерживается силой гравитации. А как же сдержать его в искусственных условиях?
Плазма также обладает высокой теплопроводности она мгновенно отдает свою энергию стенкам камеры и остывает.
    Итак, главная задача - нагреть плазму до нужной температуры и не давать ей коснуться стенок столько времени, сколько нужно для того, чтобы успело прореагировать достаточное количество ядер дейтерия и трития и произошла реакция с выделением огромной энергии

в установках "Токамак". (Это слово образовано из первых слогов названия

установки "ТОроидальная КАмера с МАгнитным полем").
В однородном магнитном поле частицы движутся вдоль силовых линий, закручиваясь вокруг них. Поэтому, если создать систему замкнутых магнитных силовых линий, то в принципе с их помощью можно удерживать плазму в некотором ограниченном объёме.

замкнутым сердечником и обмоткой, по которой пропускают очень сильный ток.

Вместо вторичной обмотки трансформатора пустотелая тороидальная камера, напоминающая большой бублик. 

необходимой температуры плазму разогревают сильным электрическим разрядом, мощными токами сверхвысокой

частоты и другими способами. А сильное магнитное поле сжимает плазму в плотный кольцевой шнур.
На первый взгляд установка «Токамак» кажется простой. Грубо говоря, так оно и есть, если забыть на время о реальном устройстве, о конструкции, требующей уникальных материалов; забыть о том невообразимо горячем веществе, что укрощается в «бублике».
Но не все получалось сразу, плазма никак не желает признавать магнитных стенок. Она просачивалась не успевав нагреться до нужной температуры. На модернизацию, усовершенствование установки и решение многих задач было потрачено три десятилетия. И к каждой задаче, которую надо было решать, можно было применить слово «впервые».

больших камерах. Причём поле в высшей степени симметричное.
Был и такой

период, когда плазма, надёжно удерживаемая магнитным полем, никак не хотела нагреваться выше всего лишь нескольких миллионов градусов. 
А так же проблемы с первой стенкой так называемого реактора.
На создание мощных магнитных полей уходит львиная доля энергии, потребляемой «Токамаком», и пока он больше берёт, чем отдает.
В 1975 году в Институте атомной энергии была пущена установка "Токамак-10". На этой установке удалось получить плазму с рекордной для того времени температурой - 15 миллионов градусов Цельсия. Сейчас новая установка - "Токамак-15" - строится в Институте атомной энергии. Объём плазменного "бублика" в нём будет примерно в пять раз больше, чем в Т-10.