Auf dem Weg zur ITER-Plasmaheizung      

Auf Knopfdruck bringen heutige Fusionsanlagen ihr Plasma auf ein Mehrfaches der Sonnentemperatur. Für den internationalen Testreaktor ITER, der zurzeit in Cadarache in Südfrankreich aufgebaut wird, reicht die bewährte Heiztechnik jedoch nicht aus. Statt bisher acht bis achtzig sind hier 800 Kubikmeter Plasmavolumen auf die Zündtemperatur von hundert Millionen Grad aufzuheizen.

Einer der Rekordstrahlen, aufgenommen mit einer Wärmekamera (Foto: IPP)

Diese Aufgabe sollen zu einem großen Teil zwei energiereiche Teilchenstrahlen übernehmen, die je 16,5 Megawatt Heizleistung in den Brennstoff pumpen. Sie müssen damit viel stärker und mit ihrem etwa türgroßen Strahlquerschnitt auch viel dicker sein als die heute genutzten Strahlen, die mit etwa tellergroßem Querschnitt auskommen. Die Großanlage ITER soll erstmals zeigen, dass ein Energie lieferndes Fusionsfeuer möglich ist.

Im Teststand ELISE des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik in Garching wurde in den vergangenen zwei Jahren eine Teilchenquelle untersucht, die bereits halb so groß ist wie eine spätere ITER-Quelle. Mit dem gewachsenen Format mussten die bisherigen technischen Lösungen für das Heizverfahren überarbeitet werden. Schritt für Schritt ist ELISE damit in neue Größenordnungen vorgedrungen. Kürzlich gelang es nun, im Ein-Stunden-Betrieb einen gepulsten Teilchenstrahl bislang unerreichter Qualität zu produzieren: baumstammdick, homogen, zeitlich stabil und dabei neun Ampere stark – Weltrekord.

Auf diesem Ergebnis ausruhen kann man sich jedoch nicht: Nach der Reinigung der Quelle will man mit erhöhter Leistung der Strahlquelle die vollen Zielwerte erreichen. Das System in Originalgröße wird anschließend das italienische ENEA-Fusionsinstitut in Padua in Zusammenarbeit mit den IPP untersuchen.

imi