Anwenderbericht: Plasma an Wendelstein 7-X überwachen

Passend zur gewichtigen Ausgangsfrage können die Forscher auf ein beeindruckendes Forschungsinstrument zurückgreifen. „Wendelstein 7-X ist die weltweit größte Kernfusionsanlage vom Typ Stellarator“, sagt Dr. Marcin W. Jakubowski aus der Abteilung Stellarator-Rand und Divertorphysik des IPP. „Sie soll zeigen, ob sich dieser Bautyp als dauerbetriebenes Kraftwerk eignet.“ Ziel ist es, mit dieser Anlage bis zu 30 Minuten lange Plasmaentladungen zu realisieren, sprich einen halbstündigen Dauerbetrieb. Damit wäre eine wichtige Vorarbeit geleistet auf dem Weg hin zu einer Form der Energiegewinnung, die ohne fossile Energieträger wie Öl, Kohle und Gas auskommt, keine CO2-Emmissionen erzeugt und die globale Erderwärmung nicht weiter forciert. Während der zweiten Experimentierkampagne, die im Oktober 2018 endete, wurden 100 Sekunden der Entladungsdauern erreicht. Das gilt als Weltrekord für eine Fusionsanlage dieses Typs.

Obwohl Wendelstein 7-X eine Versuchsanalage ist, wird sie den Kernfusionsreaktoren zugerechnet. In solchen Anlagen wird in Zukunft ein Gasgemisch aus Deuterium und Tritium auf über 100 Millionen Grad Celsius erhitzt. Bei derart hohen Temperaturen trennen sich Elektronen und Atomkerne und bilden ein Plasma, das elektrisch leitfähig ist. In diesem Plasma verschmelzen Atomkerne der beiden Wasserstoffarten Deuterium und Tritium. Es entstehen Heliumkerne, Neutronen werden frei und enorme Energiemengen, die zur Stromerzeugung dienen können. Das IPP geht dabei vielen Fragen nach, bei denen Temperaturen von großer Bedeutung sind. Was passiert während der Plasmaentladungen? Können hohe Temperaturen gleichzeitig mit hohen Einschlussdichten erreicht werden? Lässt sich ein Plasma erzeugen, das möglichst viel seiner Wärme im Kern behält und nicht nach außen transportiert?

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