Разработка конструкции первой стенки
Разработка конструкции первой стенки представляет одну из труднейших инженерных проблем, стоящих на пути к термоядерному реактору.
Образующиеся в ходе термоядерного горения ядра гелия после того, как они отдадут свою энергию плазме, представляют собой своего рода золу, которую необходимо удалять из реактора. Кроме того, из-за бомбардировки первой стенки частицами плазмы и излучением из нее непрерывно выбиваются примеси, от которых плазму тоже желательно очистить. Для решения этих проблем в реакторе предусмотрен дивертор.
Магнитное поле для удержания плазмы создается сверхпроводящими катушками (6). В настоящее время самым подходящим материалом для изготовления сверхпроводящих катушек считаются сплавы ниобия с титаном или оловом NbTi и Nb3Sn. Эти сплавы становятся сверхпроводящими при самой высокой из всех известных сверхпроводников температуре — 20 К. Но все равно эта температура довольно низкая (—253° С) и ее поддержание требует больших затрат энергии на охлаждение. Сверхпроводящие материалы очень чувствительны к нейтронному излучению. Поэтому после бланкета приходится ставить солидный слой защиты (5) толщиной 1—1,5 м. Кроме катушек, магнитная система токамака включает еще множество управляющих обмоток (7). Они предназначены для регулирования положения плазмы и стабилизации крупномасштабных неустойчивостей плазмы методом обратных связей. Вблизи оси тора располагается индуктивная обмотка для возбуждения в плазме тока.