Versuchsanlage Wendelstein 7-X wird aufgerüstet

6. Juli 2016, 11:43
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Umbauten im Plasmagefäß sollen höhere Heizleistung und längere Plasma-Pulse ermöglichen

Greifswald – Nach dem Ende der ersten Reihe von Experimenten im März wird die Greifswalder Forschungsanlage Wendelstein 7-X aufgerüstet. Mit den derzeit laufenden Umbauten im Plasmagefäß soll die Fusionsanlage für höhere Heizleistung und längere Plasma-Pulse fitgemacht werden, wie das Max-Planck-Institut für Plasmaphysik berichtet.

Erfolgreiche Zwischenbilanz

Obwohl Wendelstein 7-X keine Energie erzeugen wird, soll die Anlage beweisen, dass ihr Funktionsprinzip kraftwerkstauglich ist. Seit Betriebsstart im Dezember 2015 wurden kontinuierlich Plasmen erzeugt, insgesamt und 2.200 Mal – zunächst aus Heliumgas, ab Februar 2016 aus Wasserstoff. "Mit den Ergebnissen der ersten Experimentierkampagne sind wir mehr als zufrieden", sagt Projektleiter Professor Thomas Klinger.

Lagen die erreichbaren Pulsdauern der Wasserstoff-Plasmen zu Anfang bei einer halben Sekunde, wurden am Ende Pulsdauern von sechs Sekunden erreicht. Die Plasmen mit den höchsten Temperaturen wurden bei vier Megawatt Mikrowellen-Heizleistung für die Dauer von einer Sekunde erzielt: Bei mittleren Plasmadichten konnten die Physiker Temperaturen von 100 Millionen Grad Celsius für die Plasmaelektronen messen sowie 10 Millionen Grad für die Ionen – die Erwartungen wurden damit übertroffen.

Der Divertor

Am 10. März wurde der erste Durchgang an Experimenten beendet. Inzwischen ist das Plasmagefäß wieder geöffnet, um gut 6.000 Kohlenstoffkacheln zum Schutz der Gefäßwände sowie den sogenannten Divertor einzubauen: In zehn breiten Streifen an der Wand des Plasmagefäßes sollen seine Kacheln der verwundenen Kontur des Plasmarandes folgen.

Am Rand des Plasmaringes laufen nämlich Energie und Teilchen auf begrenzte Partien der Gefäßwand. Werden diese Wandbereiche durch spezielle Prallplatten geschützt, können die auftreffenden Teilchen zusammen mit unerwünschten Verunreinigungen neutralisiert und abgepumpt werden. Der Divertor ist damit ein wichtiges Werkzeug, Verunreinigung und Dichte des Plasmas zu kontrollieren.

Bis Mitte 2017 wird die Montage dauern: Danach ist Wendelstein 7-X mit verkleideter Wand fit für Hochleistungsplasmen mit Heizleistungen bis zu acht Megawatt und zehn Sekunden Dauer. Nach gründlicher Prüfung der Divertor-Funktion sollen in späteren Ausbauten die Graphitkacheln durch kohlenstofffaserverstärkte Kohlenstoff-Elemente ersetzt werden, die zusätzlich wassergekühlt sind. In etwa vier Jahren sollen damit bis zu 30 Minuten lange Entladungen möglich sein, in denen bei einer Heizleistung von 10 Megawatt überprüft werden kann, ob Wendelstein 7-X auch dauerhaft seine Ziele erfüllt. (red, 6. 7. 2016)

  • Das Plasmagefäß der Anlage von innen.  Auf die hier zu sehenden wärmeableitenden Platten aus Kupfer-Chrom-Zirkon werden in den kommenden Wochen Graphitkacheln (siehe unten) gesetzt.
    foto: ipp, dr. torsten bräuer

    Das Plasmagefäß der Anlage von innen. Auf die hier zu sehenden wärmeableitenden Platten aus Kupfer-Chrom-Zirkon werden in den kommenden Wochen Graphitkacheln (siehe unten) gesetzt.

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