Berlin, den 29.07.2010

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29.09.2009 - PLASMAPHYSIK

Spulentests erfolgreich

(kso) Mit der erfolgreich abgeschlossenen Funktionsprüfung der letzten von insgesamt siebzig Magnetspulen ist jetzt die wissenschaftlich-technologische Schlüsselkomponente für das Fusionsexperiment Wendelstein 7-X fertig gestellt. Die übermannsgroßen supraleitenden Spulen werden den magnetischen Käfig erzeugen, der das viele Millionen Grad heiße Fusionsplasma einschliessen soll. Die Forschungsanlage Wendelstein 7-X wird gegenwärtig am Standort Greifswald des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik (IPP) aufgebaut.

Ziel der Forschung ist es, ein Kraftwerk zu entwickeln, das ähnlich wie die Sonne aus der Verschmelzung von Atomkernen Energie gewinnt. Die Zündtemperatur für dieses Fusionsfeuer muss gewaltig sein: über 100 Millionen Grad. Damit sich der extrem dünne Brennstoff, ein Wasserstoffplasma, nicht an den Wänden der Brennkammer abkühlt, muss es gelingen, ihn in Magnetfeldern nahezu berührungsfrei und stabil einzuschließen. Ein Gramm Wasserstoffplasma könnte soviel Energie freisetzen wie elf Tonnen Kohle.

Wendelstein 7-X wird nach der Fertigstellung die weltweit größte Fusionsanlage vom Typ Stellarator sein. Sie hat die Aufgabe, die Kraftwerkseignung dieses Bautyps zu untersuchen. Mit bis zu dreißig Minuten langen Entladungen soll sie - erstmals in der Geschichte der Fusionsforschung - seine wesentliche Eigenschaft zeigen, die Fähigkeit zum Dauerbetrieb. Das internationale Großprojekt ITER (lat.: der Weg), das gegenwärtig in Cadarache/Frankreich entsteht, wird auf die mit Wendelstein 7-X gesammelten Erfahrungen aufbauen.

Den magnetischen Käfig für Wendelstein 7-X erzeugen fünfzig supraleitende, etwa 3,5 Meter hohe und jeweils sechs Tonnen schwere Magnetspulen - das Kernstück der Anlage. Ihre bizarren Formen sind das Ergebnis ausgefeilter Optimierungsrechnungen: Sie sollen einen besonders stabilen und wärmeisolierenden magnetischen Käfig für das Plasma erzeugen. Wegen der angestrebten langen Pulszeiten wurden zum Bau der Magnete supraleitende Stromleiter benutzt. Mit flüssigem Helium auf Tieftemperatur nahe dem absoluten Nullpunkt abgekühlt, verbrauchen sie nach dem Einschalten kaum Energie. Um das Magnetfeld verändern zu können, wird ein zweiter Satz von zwanzig flachen, ebenfalls supraleitenden Spulen überlagert.

Zur Prüfung wurden seit Juni 2003 alle siebzig Spulen direkt von der Fertigung zu einer Testanlage der französischen CEA nach Saclay bei Paris transportiert. In der eigens entwickelten Testanlage wurden die auf Tieftemperatur abgekühlten Spulen einer Vielzahl von elektrischen und mechanischen Tests unterworfen. Insbesondere wurde untersucht, wie sich die Spulen beim so genannten Quench verhalten - dem härtesten Test, den ein Supraleiter bestehen muss: Dabei verliert die Spule plötzlich ihre Supraleitungseigenschaften und wird zu einem normalen Leiter. Zu untersuchen war, ob die Spulen den Belastungen unbeschadet standhalten und nach erneuter Abkühlung wieder so supraleitend sind wie zuvor.

Nach erfolgreichem Test wurden die Spulen zur Montage in das IPP nach Greifswald weitertransportiert. Inzwischen haben alle siebzig ihre Prüfung bestanden und sich dabei als ausgesprochen robust und gutmütig gezeigt. "Mit der so erwiesenen hohen Qualität dieser wichtigen Bauteile sind wir zuversichtlich,"erklärt Professor Thomas Klinger vom Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, "dass der Magnetkäfig von Wendelstein 7-X zuverlässig funktionieren wird".

Mehr im Internet:
Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik (IPP)
Plasmagefäß fertig gestellt, scienzz 18.01.2006
Wendelstein 7-X
ITER

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