Fusionsforschung: Forscher erzielen Rekorde am Wendelstein 7-X

Erfolgreiches Ende der zweiten Runde der Experimente an der Fusionsforschungsanlage Wendelstein 7-X: Nach einigen Ausbauten erzielten die Wissenschaftler an der Anlage in Greifswald einige neue Rekordergebnisse bei Entladungsdauer, Dichte und Energieinhalt des Plasmas. Als Nächstes wird wieder gebaut.

Für die Experimentrunde von Juli bis November war der Stellarator aufgerüstet worden. So wurde das Plasmagefäß mit einer Innenverkleidung, bestehend aus Graphitkacheln, und einem Divertor ausgestattet. Dieser besteht aus zehn breiten Kachelstreifen an der Wand des Plasmagefäßes, die es ermöglichen, die Reinheit und Dichte des Plasmas zu regeln. Weitere Neuerungen waren neue Messgeräte und Heizsysteme.

Der so aufgerüstete Stellarator ermöglichte einige Rekorde für Anlagen dieser Art. So konnten die Wissenschaftler beispielsweise ein Plasma mit einer Temperatur von 20 Millionen Grad Celsius erzeugen. Der Energieinhalt betrug erstmals mehr als ein Megajoule. Zudem schafften es die Forscher, ein Plasma 100 Sekunden lang zu erhalten.

Zudem gelang es ihnen, Plasmadichten von bis zu 2 x 10^20 Teilchen pro Kubikmeter zu erreichen. Mit einer solchen Plasmadichte lässt sich laut dem Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) ein Fusionskraftwerk betreiben.

Nach dem Ende der Experimente folgt jetzt die nächste Umbauphase. So werden die Graphitplatten des Divertors durch wassergekühlte Elemente aus kohlenstofffaserverstärktem Kohlenstoff ersetzt. Das soll es ermöglichen, heißere Plasmen zu erzeugen, ohne die Gefäßwand zu schädigen. Die Arbeiten sollen zwei Jahre dauern. In den nächsten Experimentrunden wollen die Forscher unter anderem schrittweise länger andauernde Plasmen erreichen. Ziel sind Entladungsdauern von 30 Minuten.

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

Der vor drei Jahren eröffnete Wendelstein 7-X in Greifswald ist eine Anlage, an der für die Kernfusion geforscht wird und an der getestet werden soll, ob ein Stellarator ein für ein Fusionskraftwerk geeigneter Reaktor ist. Bei der Fusion werden Atomkerne miteinander verschmolzen. Die Kernfusion soll die saubere Energiequelle der Zukunft werden.

Das Plasma wird in einer ringförmigen Kammer mit einem Durchmesser von 16 Metern erzeugt. Sie ist von einer komplizierten Struktur aus 50 supraleitenden Magnetspulen umgeben, die einen Magnetfeldkäfig erzeugen. Dieser hält das Millionen Grad heiße Plasma, das nicht mit den Wänden der Kammer in Berührung kommen darf. Nur im Plasmazustand ist es möglich, zwei Atomkerne miteinander zu verschmelzen.