Erste Beobachtung von Alpha-Heating stärkt Vertrauen in künftige Fusionskraftwerke
16. Oktober 2023
In der Versuchskampagne DTE2 im Joint European Torus (JET) im britischen Culham erforschte das EUROfusion-Konsortium 2021 die extremen Bedingungen, die im Rahmen des internationalen Fusionsenergieforschungsprojekts ITER und in zukünftigen Fusionskraftwerken erwartet werden. Jülicher Fusionsforscher sind seit den Anfängen von JET vor über 40 Jahren an dem Projekt beteiligt. Die Ergebnisse der Kampagne gaben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler anlässlich der heute startenden 29. IAEA Fusion Energy Conference in London bekannt.
Bei JET handelt es sich um einen Tokamak-Reaktor: Die donutförmige Anlage nutzt Magnetfelder, um das Plasma einzuschließen und so die Fusion von Wasserstoffisotopen zu Helium und die Freisetzung von Fusionsenergie zu ermöglichen. Dabei erreicht die im Inneren des Magnetkäfigs schwebende Plasmawolke Temperaturen von 150 Millionen Grad Celsius – zehnmal heißer als der Kern der Sonne.
Zu den wichtigsten Ergebnissen der Versuchskampagne gehört die erste detaillierte Beobachtung des Fusionsbrennstoffs, der sich durch das sogenannte Alpha-Heating selbst heiß hält. Bei diesem Prozess übertragen hochenergetische Heliumkerne (Alphateilchen) aus der Fusionsreaktion ihre Wärme auf das umgebende Brennstoffgemisch und halten so den Fusionsprozess in Gang.
Fusionsexperten des Forschungszentrums Jülich erforschten im Rahmen der Versuchskampagne Kontrolltechniken zum Schutz der Reaktorwände. Der sogenannte Divertor ist der einzige Teil des Tokamak-Reaktors, der in direkten Kontakt mit dem heißen Brennstoff kommt und intensiveren Bedingungen standhalten muss als Raumschiffe beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre. Darüber hinaus testeten die Jülicher Forscherinnen und Forscher Möglichkeiten zur effizienten Rückgewinnung des in den Wänden der Anlage absorbierten Tritiumbrennstoffs – essenziell für den Betrieb und die Stilllegung von Fusionsanlagen am Ende ihrer Lebensdauer.
Die von den Forschern vorgelegten Ergebnisse werden für die Auslegung und den Betrieb künftiger Fusionsversuchsanlagen wie ITER und DEMO von entscheidender Bedeutung sein.
Originalpublikation: Nuclear Fusion, Tritium removal from JET-ILW after T and D–T experimental campaigns,
DOI 10.1088/1741-4326/acf0d4
