Wandbelastung

Ein brennendes Fusionsplasma setzt das einschließende Plasmagefäß starken Belastung durch Plasmateilchen, Neutronen und elektromagnetische Strahlung aus.

Geladene und neutrale Plasmateilchen wirken vorwiegend oberflächennah auf das Plasmagefäß ein. Dabei kann es zu physikalischer oder chemischer Zerstäubung kommen, die durch Divertoren jedoch deutlich eingeschränkt werden kann, und zu thermischen Belastungen. Die hierdurch hervorgerufenen Spannungen müssen bei der Festigkeitsauslegung der Anlage berücksichtigt werden.
Für das Materialverhalten am wichtigsten ist die Neutronen-Belastung. Die Fusionsneutronen besitzen eine erhebliche Reichweite, durchdringen die Erste Wand und das Blanket und geben dabei ihre Energie ab. Dabei kommt es zu Verlagerungen von Gitteratomen und zu Kernumwandlungen, was Schwellen, Kriechen und Verspröden des Materials verursachen kann.

Ziel der Materialentwicklung ist jedoch nicht nur die möglichst hohe Beständigkeit gegen diese Belastungen. Die Materialien sollen ebenso von den Fusionsneutronen möglichst wenig aktiviert werden können, bzw. diese Aktivierung soll möglichst schnell abklingen.

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