1. Configuration magnétique:
* champ toroïdal: La principale voie que la chaleur est contenue est par un champ magnétique fort généré par de puissants électromagets enroulés autour du tore (chambre en forme de beignet). Ce champ crée une cage magnétique qui limite le plasma surchauffé, l'empêchant de toucher les murs du réacteur.
* champ poloïdal: Des champs magnétiques supplémentaires sont générés par des courants dans le plasma lui-même, créant un champ magnétique hélicoïdal. Ce champ aide à stabiliser le plasma et à l'empêcher davantage de s'échapper.
2. Forme du plasma:
* Divertor: Une zone spécialisée dans la chambre Tokamak appelée "Divertor" est conçue pour capturer et éliminer les impuretés et la chaleur du bord du plasma. Le diverteur aide à contrôler la charge thermique sur les parois du réacteur et à minimiser les dommages.
3. Vide:
* vide élevé: La chambre Tokamak est maintenue sous un vide très élevé. Cela minimise le nombre de particules qui peuvent interagir avec le plasma et perdre de l'énergie, contribuant à un meilleur confinement de chaleur.
4. Contrôle du plasma:
* Systèmes de contrôle actifs: Les systèmes de contrôle sophistiqués ajustent le champ magnétique et d'autres paramètres pour maintenir le plasma stable et confiné. Cela comprend la régulation de la température, de la densité et de la forme du plasma.
5. Isolation thermique:
* navire à vide et couverture: La chambre Tokamak (navire à vide) et la couverture environnante sont conçues avec des matériaux qui peuvent résister à la chaleur et au rayonnement intenses. Ces composants fournissent une isolation thermique, contribuant à prévenir la perte de chaleur du plasma.
défis:
Malgré ces progrès, il y a des défis importants à contenir la chaleur dans un tokamak:
* Flux de chaleur: Les températures extrêmes et les flux de chaleur au bord du plasma peuvent endommager les matériaux et entraîner des perturbations, une perte soudaine de confinement.
* Instabilités de plasma: Des instabilités de plasma peuvent survenir, perturbant le confinement magnétique et provoquant une perte de chaleur.
* impuretés: Même de petites quantités d'impuretés des murs peuvent refroidir considérablement le plasma, réduisant l'efficacité et rendant le confinement de la chaleur plus difficile.
Future Research:
Des recherches en cours se concentrent sur l'amélioration du confinement de la chaleur:
* Matériaux avancés: Développer de nouveaux matériaux qui peuvent résister à des températures et des flux de chaleur plus élevés.
* Nouvelles configurations de champ magnétique: Exploration de conceptions de champs magnétiques alternatifs qui pourraient améliorer la stabilité et le confinement.
* Techniques de contrôle du plasma: Affiner les systèmes de contrôle pour minimiser les perturbations et mieux gérer les impuretés.
Dans l'ensemble, le confinement de la chaleur dans un réacteur Tokamak est un processus complexe et difficile qui nécessite une ingénierie avancée et une compréhension scientifique. La recherche et le développement continus sont cruciaux pour améliorer la gestion de la chaleur et permettre une puissance de fusion durable.
