1 Pomůcky

Tokamak GOLEM s diagnostikou a datovými sběry, frekvenční generátor, napět’ový zesilovač, dělič napětí 1:100, stejnosměrný zdroj 50 V, osciloskop, proměnný odpor, regulační transformátor, prstenec 16 Langmuirových sond na vertikálním manipulátoru.

2 Teoretický úvod

Nutno na začátku zdůraznit, že následující výklad je velmi strohou zkratkou fyzikálně-technologické problematiky zvládnutí řízené termojaderné fúze v nádobách s magnetickým udržením - tokamacích - v pozemských podmínkách.

2.1 Plazma

Plazma je kvazineutrální plyn vzniklý disociací atomů neutrálního plynu. Skládá se tedy ze dvou hlavních složek, elektronů a iontů. Většina iontů pochází z pracovního plynu, např. vodíku. Vždy je přítomné také malé, ale nezanedbatelné množství nečistot jako je dusík, kyslík anebo uhlík. Vlastnosti plazmatu se v mnoha ohledech liší od klasického plynu, především kvůli rozdílnému typu interakcí. Zatímco v klasickém plynu dochází k interakcím pouze na velmi malé vzdálenosti, jednotlivé části plazmatu spolu v tokamaku interagují magnetickým a elektrickým polem na vzdálenosti řádu metrů. Kvazineutralitou se rozumí, že jeho makroskopický náboj je nulový, a kolektivní chování poukazuje na reakci plazmatu na přítomnost elektromagnetických polí jako celek. Důsledkem tohoto chování jsou unikátní vlastnosti plazmatu, z nichž mnoho je stále ne úplně pochopeno a jsou součástí intenzivního vědeckého výzkumu. Plazma se dnes hojně využívá především v materiálovém průmyslu a porozumění procesům v plazmatu je také důležité pro oblast astrofyziky a kosmologie. Velká část laboratoří pracující s tzv. vysokoteplotním plazmatem se zabývá také výzkumem kontrolované fúze jader lehkých prvků.