Ein Blick in das Plasmagefäß der Fusionsanlage Wendelstein 7-X.

Bild: IPP, Jan Michael Hosan

Nächste Umbau-Phase plangemäß begonnen Erfolgreiche zweite Experimentrunde mit Wendelstein 7-X

03.12.2018

Die von Juli bis November an der Fusionsanlage Wendelstein 7-X im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Greifswald gelaufenen Experimente brachten höhere Werte für die Dichte und den Energieinhalt des Plasmas sowie lange Entladungsdauern bis zu 100 Sekunden – Rekordergebnisse für Anlagen vom Typ Stellarator. Inzwischen hat die nächste Runde des schrittweisen Ausbaus von Wendelstein 7-X begonnen.

Die nächste Runde des schrittweisen Ausbaus von Wendelstein 7-X soll die Anlage für höhere Heizleistungen und längere Entladungen fit machen. Wendelstein 7-X, die weltweit größte Fusionsanlage vom Typ Stellarator, soll die Kraftwerkseignung dieses Bautyps untersuchen.

die Aufrüstung von Wendelstein 7-X

Im Verlauf der schrittweisen Aufrüstung von Wendelstein 7-X wurde das Plasmagefäß seit September letzten Jahres mit einer Innenverkleidung ausgestattet. Kacheln aus Grafit schützen seither die Gefäßwände. Hinzu kam der sogenannte Divertor, mit dem sich Reinheit und Dichte des Plasmas regeln lassen. In zehn breiten Streifen an der Wand des Plasmagefäßes folgen die Divertor-Kacheln der Kontur des Plasmarandes. Sie bedecken speziell die Wandbereiche, auf die Teilchen aus dem Rand des Plasmas gezielt gelenkt werden. Nach drei Monaten des Experimentierens mit der neuen Ausrüstung begann Ende 2017 die nächste Ausbau-Runde. In dieser wurden unter anderem neue Messgeräte und Heizsysteme installiert. Ab Juli 2018 wurden die Experimente wieder aufgenommen.

Werte für Zukunfts-Kraftwerk erreicht

Hatte der Divertor bereits zuvor seine gute Wirkung gezeigt, so konnten die Plasmawerte mit der aufgestockten Plasmaheizung und gereinigten Gefäßwänden jetzt deutlich gesteigert werden. Die neu installierte Neutralteilchen-Heizung schießt schnelle Wasserstoffatome in das Plasma hinein, die ihre Energie über Stöße an die Plasmateilchen abgeben. Das Ergebnis waren hohe Plasmadichten bis zu 2 x 10**20 Teilchen pro Kubikmeter – Werte, wie sie für ein künftiges Kraftwerk ausreichen. Zugleich erreichten die Ionen und Elektronen des Wasserstoff-Plasmas die beachtliche Temperatur von 20 Millionen Grad Celsius.

Stellarator-Rekordwerte konnte Wendelstein 7-X für die im Plasma gespeicherte Energie erzielen: Mit starker Mikrowellen-Heizung überstieg der Energieinhalt des Plasmas erstmalig ein Megajoule, ohne dass die Gefäßwand zu heiß wurde. Bei guten Plasmakenngrößen gelangen zudem langlebige Plasmen von 100 Sekunden Dauer – ebenfalls einer der bislang besten Stellarator-Werte.

30 Minuten andauernde Plasmen

Mitte Oktober liefen die letzten Experimente. Inzwischen hat die nächste Ausbaurunde an Wendelstein 7-X begonnen. Um die Heizenergie weiter steigern zu können, ohne die Gefäßwand zu überlasten, werden in den kommenden zwei Jahren die jetzigen Graphitplatten des Divertors durch wassergekühlte Elemente aus kohlenstofffaserverstärktem Kohlenstoff ersetzt. So ausgerüstet, wird man sich schrittweise an 30 Minuten andauernde Plasmen heranarbeiten. Dann lässt sich überprüfen, ob Wendelstein 7-X seine Optimierungsziele auch im Dauerbetrieb – dem wesentlichen Plus der Stellaratoren – erfüllen kann.

Bildergalerie

  • Das Rekordplasma mit einem Energieinhalt von über einem Megajoule.

    Bild: IPP, Wigner RCP

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