Wissenschaftliche Bereiche

Leiter: Prof. Dr. Hartmut Zohm

Der Bereich Tokamak-Szenario-Entwicklung (früher Experimentelle Plasmaphysik 1) betreibt den Tokamak ASDEX Upgrade, der sich auf die Erarbeitung der physikalischen Grundlagen für ein Fusionskraftwerk konzentriert. Die Vorbereitung des in den nächsten Jahren in Cadarache/Frankreich entstehenden Großexperimentes ITER steht dabei im Vordergrund.

Einerseits werden kritische Punkte untersucht, die für die Auslegung der technischen Systeme von ITER wichtig sind, andererseits wird der Betrieb von ITER durch Entwicklung geeigneter Plasmazustände (genannt 'Szenarien') vorbereitet. Die Verbesserung des Standard-Betriebsszenarios hin zu erhöhter Stabilität, Einschlussgüte und Pulslänge steht im Mittelpunkt des Interesses. Solche Plasmazustände sollten in ITER eine wesentlich erhöhte Fusionsleistung bzw. längere Pulsdauer erlauben. Für solche Entladungen mit gutem Einschluss bei hoher Heizleistung wird auch versucht, die Energieabfuhr und Teilchenkontrolle - einschließlich der Abfuhr der Heliumasche - zu optimieren und Methoden zur Kontrolle von ELMs (Edge localised modes) zu entwickeln.

Untersucht werden außerdem magnetohydrodynamische (MHD) Instabilitäten, die den Betriebsbereich begrenzen. Deren aktive Kontrolle wird an ASDEX Upgrade vor allem mit Hilfe der Elektronen-Zyklotron-Resonanzheizung erreicht.

Ein wichtiges Ziel ist es, Plasmazustände zu entwickeln, die zu einer mit Wolfram bedeckten, reaktortauglichen Wand passen: seit 2007 wird ASDEX Upgrade deshalb mit einer vollständig mit Wolfram ausgekleideten Wand betrieben.

Darüber hinaus arbeiten Mitarbeiter des Bereichs mit an dem europäischen Gemeinschaftsexperiment JET in Culham/Großbritannien. Hier liegt ein Schwerpunkt auf dem Transfer von an ASDEX Upgrade gewonnenen Ergebnissen zu JET, um die Skalierbarkeit dieser Resultate zu ITER zu untersuchen.

Außerdem ist eine Gruppe des Bereichs mit Zuarbeit zum Projekt Wendelstein 7-X befasst, hauptsächlich mit Arbeiten zum Divertor und zur ersten Wand im Teilbereich "Komponenten im Plasmagefäß".