Kernfusion: Erstes Wasserstoffplasma am Wendelstein 7-X

Jetzt also auch Wasserstoff: In der Fusionsanlage Wendelstein 7-X in Greifswald wurde am heutigen Mittwoch das erste Wasserstoffplasma erzeugt. Bundeskanzlerin Angela Merkel hat den Vorgang eingeleitet.

Wendelstein 7-X ist ein Großexperiment der Max-Planck-Gesellschaft, an dem für die Kernfusion geforscht wird. Es ist ein wulstartiger Ring - wie ein Rettungsring oder ein Donut - mit einem Durchmesser von 16 Metern. Umgeben ist der Ring von einer komplizierten Struktur von 50 supraleitenden Magnetspulen. Sie erzeugen einen Magnetfeldkäfig, der das Millionen Grad heiße Plasma hält. Nur im Plasmazustand ist es möglich, zwei Atomkerne miteinander zu verschmelzen.

Atomkerne sollen fusionieren

In diesem vierten Aggregatzustand werden die Elektronen von der Atomhülle abgetrennt. Es entsteht ein elektrisch leitendes Gemisch aus Elektronen und ungebundenen Atomkernen, den Ionen. Kollidieren die Ionen, stoßen sie sich nicht gegenseitig ab, sondern verschmelzen zu einem Heliumkern. Dabei werden ein Neutron und Energie freigesetzt. Diese Energie soll künftig dazu genutzt werden, elektrischen Strom zu erzeugen.

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Der Stellarator Wendelstein 7-X in Greifswald (Foto: Werner Pluta/Golem.de)

Die Anlage des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik (IPP) dient zur Fusionsforschung, auch wenn dort keine Fusion durchgeführt wird. Außerdem wird erforscht, ob dieser Bautyp - der Wendelstein 7-X ist ein Stellarator - für die Fusion geeignet ist.

Zur Premiere gab es Heliumplasma

Eröffnet wurde Wendelstein 7-X im Dezember vergangenen Jahres. Allerdings wurde bei der Premiere nur ein Heliumplasma erzeugt, das weniger heiß ist: etwa eine Million Grad. Seither gab es über 300 Entladungen mit dem Edelgas Helium. Damit wurden die Wand des Plasmagefäßes gereinigt.

Heute wurde dann erstmals ein Wasserstoffplasma erzeugt, mit dem sich die Forscher in Zukunft am Wendelstein 7-X beschäftigen werden. Wie bei der Premiere lief auch am 3. Februar 2016 alles glatt. "Mit einer Temperatur von 80 Millionen Grad und einer Dauer von einer Viertel-Sekunde hat das erste Wasserstoff-Plasma in der Maschine unsere Erwartungen vollständig erfüllt", sagte Betriebsdirektor Stephan Bosch.

Im März wird erstmals ausgebaut

Bis Mitte März werden die Forscher jetzt an dem Stellarator arbeiten. Dann wird das Plasmagefäß geöffnet, um Kohlenstoffkacheln, die die Gefäßwände schützen, sowie einen sogenannten Divertor einzubauen, der Verunreinigungen abführt. "So ausgerüstet, werden höhere Heizleistungen, höhere Temperaturen und längere Entladungen bis zu zehn Sekunden möglich", sagte IPP-Leiter Thomas Klinger.

Weitere Ausbauten sollen folgen. Um das Jahr 2020 sollen dann 30 Minuten lange Entladungen erzeugt werden können.