Tokamak

Brennstoffnachfüllung



Ein mit Divertor begrenztes Plasma verliert ständig Plasmateilchen, die zusammen mit den Verunreinigungen von den Divertorpumpen entfernt werden. Bei einem späteren Fusionskraftwerk wird auf diese Weise auch die "Asche" des Fusionsprozesses, das Helium, entfernt. Zum Nachfüllen gibt es verschiedene Methoden: Gaseinblasen vom Gefäßrand, Neutralteilcheninjektion oder Pelletinjektion. Dabei wird das Wasserstoffgas so stark abgekühlt, bis es gefriert und Kügelchen (Pellets) von wenigen Millimetern Durchmesser geformt werden können. In Gaskanonen oder Zentrifugen beschleunigt, werden sie in das heiße Plasma hineingeschossen, wo sie wieder verdampfen und die einzelnen Atome ionisiert werden.

Da die Pellets den Brennstoff gezielt an beliebiger Stelle im Plasma abladen, kann man so auch das Dichteprofil des Plasmas verändern. Die Pelletzentrifuge an ASDEX Upgrade kann pro Sekunde bis zu 80 Pellets mit einer Maximalgeschwindigkeit von 1200 Metern pro Sekunde – vierfache Schallgeschwindigkeit – in das Plasma schießen. Dabei wird mit einem einzigen der etwa ein Milligramm schweren Pellets rund ein Drittel des Plasmas nachgefüllt.


Plasmaentladung, in der links oben gerade ein Pellet verdampft