Versuchsanordnung zur kontrollierten Kernfusion.

In einem Tokamak schließen zwei sich überlagernde Magnetfelder das Plasma ein: zum einen das toroidale Feld, das durch äußere Spulen erzeugt wird, und zum anderen das Feld eines im Plasma fließenden Stroms.

Im kombinierten Feld laufen die Feldlinien dann schraubenförmig um die Seele des Torus. Auf diese Weise wird die zum Einschluß des Plasmas nötige Verdrillung der Feldlinien und der Aufbau magnetischer Flächen erreicht.

Außer dem durch die äußeren Feldspulen erzeugten Toroidalfeld und dem durch den Strom im Plasma erzeugten Feld benötigt der Tokamak noch ein drittel, vertikales Feld (Poloidalfeld), das die Lage des Stromes im Plasmagefäß fixiert.

Der Strom im Plasma wir vorwiegend benötigt, um das einschließende Magnetfeld zu erzeugen. Zudem sorgt er für eine wirksame Anfangsheizung des Plasmas.

Der Plasmastrom wird normalerweise durch eine Transformatorspule induziert. Wegen des Transformators arbeitet ein Tokamak nicht kontinuierlich, sondern gepulst. Da jedoch ein Kraftwerk aus technischen Gründen nicht gepulst betrieben werden sollte, werden Methoden untersucht, einen kontinuierlichen Strom - zum Beispiel durch Hochfrequenzwellen - zu erzeugen.

Die Fusionsforschungsanlage JET ist nach dem Tokamak-Prinzip gebaut. Auch der Fusionsreaktor ITER wird nach diesem Prinzip geplant.

Tokamak-Prinzip