Das erste Wasserstoff-Plasma in Wendelstein 7-X dauerte eine viertel Sekunde und erreichte eine Temperatur von rund 80 Millionen Grad Celsius.
IPP
Wendelstein 7-X, die weltweit größte Fusionsanlage vom Typ Stellarator, hat in Greifswald ein erstes Wasserstoff-Plasma erzeugt.
Das erste Wasserstoff-Plasma – gezündet am 3. Februar 2016 im Rahmen eines Festakts mit zahlreichen Gästen aus Wissenschaft und Politik – markiert den Beginn des wissenschaftlichen Experimentierbetriebs an Wendelstein 7-X im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Greifswald. Die Forscher wollen mit dem Fusionsexperiment herausfinden, ob der Stellarator-Bautyp – wie beispielsweise in „Kinetic Simulations of Ion Transport in Fusion Devices“ ab Seite 63 diskutiert – zur Energiegewinnung taugt.
Auf Knopfdruck von Bundeskanzlerin Angela Merkel verwandelte ein 2-Megawatt-Puls der Mikrowellenheizung eine winzige Menge Wasserstoff-Gas in ein ultradünnes, extrem heißes Wasserstoff-Plasma. Dabei lösen sich die Elektronen von den Kernen der Wasserstoffatome. Im magnetischen Käfig von Wendelstein 7-X eingeschlossen, schweben die geladenen Teilchen berührungsfrei vor den Wänden der Plasmakammer. „Mit einer Temperatur von 80 Millionen Grad und einer Dauer von einer Viertel-Sekunde hat das erste Wasserstoff-Plasma in der Maschine unsere Erwartungen vollständig erfüllt“, kommentiert Hans-Stephan Bosch vom IPP.
Wendelstein 7-X und die Fusionsforschung
Ziel der Fusionsforschung ist es, ein klima- und umweltfreundliches Kraftwerk zu entwickeln, das aus der Verschmelzung von Atomkernen Energie gewinnen kann. Weil das Fusionsfeuer erst bei Temperaturen über 100 Millionen Grad zündet, darf der Brennstoff – ein dünnes Wasserstoffplasma – nicht in Kontakt mit den kalten Gefäßwänden kommen. Von Magnetfeldern gehalten, schwebt es nahezu berührungsfrei im Inneren einer Vakuumkammer. Für den magnetischen Käfig haben sich zwei verschiedene Bauweisen durchgesetzt, Tokamak und Stellarator. Mit dem Stellarator Wendelstein 7-X in Greifswald und dem Tokamak ASDEX Upgrade in Garching werden beide Anlagentypen im IPP untersucht.
Gegenwärtig, so die Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, traue die Mehrheit der Wissenschaftler nur einem Tokamak – dem internationalen Testreaktor ITER, der in weltweiter Zusammenarbeit im französischen Cadarache aufgebaut wird – ein energielieferndes Plasma zu. Wendelstein 7-X, die weltweit größte Fusionsanlage vom Typ Stellarator solle nunmehr nachweisen, dass auch Stellaratoren kraftwerkstauglich seien. Mit 30 Minuten langen Entladungen soll die Anlage das wesentliche Plus der Stellaratoren vorführen, die Fähigkeit zum Dauerbetrieb. Dagegen, so die Max-Planck-Forscher, könnten Tokamaks ohne aufwendige Zusatzmaßnahmen lediglich in Pulsen arbeiten.