Wendelstein 7-X: erste Experimentierkampagne abgeschlossen
Nach rund 2200 Plasmapulsen ist im März 2016 die erste Experimentierkampagne an der Forschungsanlage Wendelstein 7-X im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Greifswald erfolgreich zum Abschluss gekommen. Das Plasmagefäss wird nun für höhere Heizleistungen und längere Pulse umgebaut.
Seit Betriebsbeginn im Dezember 2015 wurden im Wendelstein 7-X kontinuierlich Plasmen erzeugt – zunächst aus Helium, ab Februar 2016 aus Wasserstoff. Rund 2200 Mal verwandelte die Mikrowellenheizung eine winzige Menge Gas in ein ultradünnes, extrem heisses Plasma. Projektleiter Prof. Thomas Klinger meinte: «Mit den Ergebnissen der ersten Experimentierkampagne sind wir mehr als zufrieden.» Das IPP schreibt, dass die erreichbaren Pulsdauern der Wasserstoffplasmen zu Anfang bei einer halben Sekunde lagen. Gegen Ende der Kampagne wurden 6 s erreicht. Die Plasmen mit den höchsten Temperaturen wurden bei einer Mikrowellen-Heizleistung von 4 MW für die Dauer von 1 s erzielt: Bei mittleren Plasmadichten konnten die Physiker Temperaturen von 100 Mio. K für die Plasmaelektronen sowie 10 Mio. K für die Ionen messen. «Damit wurde viel mehr erreicht, als unsere eher vorsichtigen Vorhersagen erhoffen liessen», so Klinger.
Die Struktur und die Einschlusseigenschaften des neuartigen Magnetfeldes erwiesen sich gemäss IPP in den ersten Prüfungen so gut wie erwartet. Zu weiteren Physikuntersuchungen – zum Beispiel zur Wärmelastverteilung an den Wandblenden oder zum Einfluss der externen Trimmspulen – kamen technische Entladungen zum Reinigen des Plasmagefässes oder zur Prüfung der Maschinensysteme, das heisst der Magnete, Kälteanlage, Mikrowellenheizung und Maschinensteuerung, hinzu.
Vorbereitungen für Hochleistungsplasmen
Am 10. März 2016 wurden die Experimente plangemäss beendet. Im inzwischen wieder geöffneten Plasmagefäss bauen Fachleute nun gut 6000 Graphitkacheln zum Schutz der Gefässwände sowie den Divertor ein. Die Montage wird voraussichtlich bis Mitte 2017 dauern. Danach ist Wendelstein 7-X fit für Hochleistungsplasmen mit Heizleistungen bis zu 8 MW und Pulsdauern bis 10 s. Nach gründlicher Prüfung der Divertorfunktion sollen die Graphitkacheln schliesslich durch kohlenstofffaserverstärkte und wassergekühlte Kohlenstoffelemente ersetzt werden. Das IPP schätzt, damit in etwa vier Jahren bis zu 30 Minuten lange Entladungen bei einer Heizleistung von 10 MW zu erreichen.
Wendelstein 7-X ist die weltweit grösste Fusionsanlage vom Typ Stellarator. Die Wissenschafter wollen mit ihr die Kraftwerkseignung dieses Bautyps untersuchen.
Quelle
M.B. nach IPP, Medienmitteilung, 6. Juli 2016