[Tekst ukazał się w POLITYCE 1 lipca 2014 roku]
Synteza termojądrowa – reakcja łączenia jąder atomów najlżejszego pierwiastka, czyli wodoru, w wyniku czego powstają atomy cięższego pierwiastka, czyli helu – jest podstawą istnienia gwiazd, także Słońca. Wielka temperatura panująca w ich wnętrzach uruchamia proces łączenia jąder wodoru, przy czym towarzyszące temu potężne ciśnienie próbuje ujść na zewnątrz gwiazdy, jest jednak powstrzymywane jej grawitacją. To daje gwieździe równowagę, dzięki której istnieje i w której może dochodzić do łączenia oraz przemiany kolejnych pierwiastków z tablicy Mendelejewa. Tak powstaje hel, węgiel, następnie tlen, a potem azot i kolejne coraz cięższe pierwiastki – aż do żelaza. Oto tajemnica stworzenia.
Synteza jest łączeniem. Wymaga ogromnych energii kinetycznych cząstek, by zmusić zjonizowane, a więc naładowane dodatnio, jądra wodoru do fuzji – ale w rezultacie powstaje cięższy hel oraz wysokoenergetyczne cząstki (neutrony oraz cząstki alfa w przypadku syntezy deuter-tryt), z których można pozyskać ogromne ilości ciepła. Przebiegająca w sposób niekontrolowany reakcja jest podstawą działania bomby wodorowej – o wiele potężniejszej od bomby atomowej. Dziś wyzwaniem jest uzyskanie kontroli nad procesem syntezy jądrowej.
Tokamak: niezwykła idea
Na początku lat 50. XX w. dwaj fizycy radzieccy Igor Tamm i Andriej Sacharow, zaangażowani w prace nad budową radzieckiej bomby wodorowej, wpadli na pomysł, by reakcję syntezy jądrowej zastosować do produkcji energii. Uczeni zaproponowali projekt tokamaka – urządzenia, w którym synteza termojądrowa mogłaby być wykorzystana w sposób kontrolowany i tym samym otworzyć dostęp do nieograniczonego, niezwykle wydajnego i stosunkowo bezpiecznego źródła energii.