Tokamak

En 1944, Enrico Fermi calculó que la reacción sería autosostenible a unos 50.000.000 K; a esa temperatura, la velocidad a la que se desprende la energía de las reacciones es lo suficientemente alta como para calentar el combustible circundante con la suficiente rapidez como para mantener la temperatura contra las pérdidas en el medio ambiente, continuando la reacción.

[6]​ Durante el Proyecto Manhattan, se creó la primera forma práctica de alcanzar estas temperaturas, utilizando una bomba atómica.

Sin embargo, ya se había pensado en un dispositivo de fusión controlado, y James L. Tuck y Stanisław Ulam lo habían intentado utilizando cargas conformadas que impulsaban una lámina metálica infundida con deuterio, aunque sin éxito.

[10]​[11]​{efn|El sistema descrito por Lavrentiev es muy similar al concepto que ahora se conoce como fusor.}}

[13]​ Como las partículas se mueven a gran velocidad, sus trayectorias resultantes parecen una hélice.

[14]​ Sin embargo, esta propuesta inicial ignoraba un problema fundamental; cuando se disponen a lo largo de un solenoide recto, los imanes externos están uniformemente espaciados, pero cuando se doblan en forma de toroide, están más juntos en el interior del anillo que en el exterior.

Sólo unos días después, el 5 de mayo, la propuesta había sido firmada por Iósif Stalin.

[15]​ A medida que se desarrollaba la idea, se vio que una corriente en el plasma podría crear un campo lo suficientemente fuerte como para confinar el plasma también, eliminando la necesidad de los imanes externos.

[22]​ En este punto, los investigadores soviéticos habían reinventado el sistema de pellizco que se estaba desarrollando en el Reino Unido,[7]​ aunque habían llegado a este diseño desde un punto de partida muy diferente.

Con este desarrollo, sólo Golovin y Natan Yavlinsky siguieron considerando la disposición toroidal más estática.

UU., y Shafranov en la URSS..[25]​ Una idea que surgió de estos estudios se conoció como el "pellizco estabilizado".

[26]​ Sájarov revisó sus conceptos toroidales originales y llegó a una conclusión ligeramente diferente sobre cómo estabilizar el plasma.

[22]​ En 1955, con las aproximaciones lineales aún sujetas a inestabilidad, se construyó en la URSS el primer dispositivo toroidal.

[32]​ Vitaly Shafranov y Stanislav Braginskii examinaron las noticias e intentaron averiguar cómo funcionaba.

[30]​ Para entonces, los investigadores soviéticos habían decidido construir una máquina toroidal más grande siguiendo las líneas sugeridas por Sájarov.

Yavlinskii ya estaba preparando el diseño de un modelo aún mayor, que más tarde se construiría como T-3.

[30]​ Siguió siendo escéptico, pero un equipo del Instituto Ioffe en San Petersburgo comenzó a planear la construcción de una máquina similar conocida como Alpha.

Este utilizó un revestimiento interno de metal corrugado que se horneó a 550 grados Celsius (1022,0 °F) para cocinar los gases atrapados.

[38]​ Todo el campo descendió a lo que se conoció como "la depresión",[43]​ un período de intenso pesimismo.

[22]​ En contraste con los otros diseños, los tokamaks experimentales parecían progresar bien, tanto que un pequeño problema teórico era ahora una verdadera preocupación.

En plena guerra fría, en lo que todavía se considera una importante maniobra política por parte de Artsimóvich, se permitió a los físicos británicos visitar el Instituto Kurchatov, el corazón del esfuerzo soviético en materia de bombas nucleares.

Aunque tuvieron un éxito moderado por sí mismos, el T-3 superó ampliamente a cualquiera de las dos máquinas.

[57]​ Se les ocurrió un nuevo diseño, bautizado posteriormente como Ormak, que tenía varias características novedosas.

Esto se oponía a los diseños tradicionales que utilizaban bobinas de imanes en el exterior.

En General Atomics, Tihiro Ohkawa había estado desarrollando reactores multipolares, y presentó un concepto basado en estas ideas.

Siguieron ofreciendo una larga lista de razones por las que el Modelo C no debía convertirse.

Este éxito "se llevó por delante" a Oak Ridge, que cayó en desgracia dentro del Comité Directivo de Washington.

[45]​ Pudieron permitirse explorar todos los métodos prometedores de calentamiento, descubriendo finalmente que los haces neutros estaban entre los más eficaces.

Hirsch consideró que el programa no podía mantenerse con los niveles de financiación actuales sin demostrar resultados tangibles.

Un fuerte campo magnético helicoidal provocado con potentes electroimanes lograba el confinamiento del plasma a elevadísimas temperaturas.