היתוך גרעיני.

שלב 1 מתוך 7

דחייה

עמוק בתוך השמש גרעיני מימן מתמזגים להליום, וקצת מהמסה שלהם הופכת לאנרגיה שמגיעה אלינו כאור שמש. היתוך הוא ההפך מביקוע: במקום לפרק גרעינים כבדים, הוא מחבר קלים.

בסצנה פלזמה של דאוטריום וטריטיום, שני סוגים כבדים של מימן, בתוך טוקמק: חדר בצורת טבעת שסלילים מגנטיים עוטפים אותו. הטמפרטורה על ליבת השמש.

שלב 2 מתוך 7

חום הוא מהירות

הדרך המעשית היחידה להטיח גרעינים זה בזה היא לחמם אותם. במיליוני מעלות האטומים מאבדים את האלקטרונים שלהם והופכים לפלזמה, גז של גרעינים חשופים ואלקטרונים חופשיים. ככל שחם יותר, הגרעינים נעים מהר יותר ומתקרבים יותר לפני שהדחייה מסיטה אותם. צפיפות הדלק קבועה עכשיו.

שלב 3 מתוך 7

פי אלף

גם ב־100 מיליון קלווין לגרעין טיפוסי יש רק כמה אחוזים מהאנרגיה שצריך כדי לטפס על חומת הדחייה. ההיתוך קורה משתי סיבות: כמה גרעינים בכל פלזמה מהירים בהרבה מהממוצע, ובקנה מידה זעיר כזה חלקיקים מתנהגים בחלקם כגלים, ויש סיכוי קטן שגרעין ימנהר דרך החומה במקום לעבור מעליה. חיתוך עד הפלזמה על פלזמה: כל הבזק הוא היתוך.

שלב 4 מתוך 7

צפיפות הדלק

כל היתוך של דאוטריום וטריטיום יוצר הליום־4 ונייטרון מהיר. הטמפרטורה קבועה עכשיו על טוקמק.

שלב 5 מתוך 7

הנייטרון שבורח

שום חומר מוצק לא יכול לגעת בפלזמה חמה כל כך, ולכן הטוקמק מחזיק אותה בשדה מגנטי. חלקיקים טעונים לא חוצים אותו בקלות, והפלזמה מסתובבת בטבעת בלי להגיע לדפנות. גרעיני ההליום, שטעונים, נשארים בפלזמה ועוזרים לשמור אותה חמה. לנייטרון אין מטען, והשדה לא מחזיק אותו.

שלב 6 מתוך 7

למה השמש מסתפקת בפחות

על כדור הארץ מכונות היתוך מכוונות ל־100–150 מיליון קלווין, פי עשרה בערך ממרכז השמש. עדיין אין תחנת כוח שפועלת על היתוך: הקושי הוא לשמור על פלזמה חמה, צפופה וכלואה מספיק זמן כדי שתפיק יותר אנרגיה ממה שהיא צורכת.

שלב 7 מתוך 7

כמה היתוכים בשנייה

נחזור לטוקמק ונספור. מספר ההיתוכים תלוי בכמה גרעינים יש, ובכמה מהר כל זוג מהם מתמזג בטמפרטורה הזו.