Chinesisches Fusionsexperiment EAST in Betrieb gegangen

Erster vollständig supraleitender Tokamak / Top-Priorität im chinesischen Forschungsprogramm

28. September 2006

Mit der Erzeugung des ersten Plasmas ging am 27. September 2006 das neue Fusionsexperiment Chinas, der „Experimental Advanced Superconducting Tokamak“ EAST im Institut für Plasmaphysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Hefei in Betrieb. Mit EAST – der ersten vollständig supraleitenden Fusionsanlage vom Typ Tokamak – gewinnt China Anschluss an aktuellste Fragen der Fusionsforschung. Die Abkühlung der Spulen auf Supraleitungstemperaturen hatte Anfang August begonnen; der erste Puls dauerte 1,2 Sekunden.

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Die chinesische Fusionsanlage EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) in Hefei

Ziel der weltweiten Bemühungen um die Kernfusion ist es, die Energieproduktion der Sonne in einem irdischen Kraftwerk nachzuvollziehen. Brennstoff ist ein dünnes ionisiertes Wasserstoff-Gas, ein „Plasma“. Um das Fusionsfeuer zu zünden, muss es gelingen, das Plasma wärmeisoliert in Magnetfeldern einzuschließen und auf Temperaturen über 100 Millionen Grad aufzuheizen. Während der magnetische Käfig in den meisten Fusionsanlagen heute noch mit normalleitenden Kupferspulen erzeugt wird, wird in EAST das Plasma in einem durch supraleitende Spulen hergestellten Magnetfeld eingeschlossen. Auf Tieftemperatur nahe dem absoluten Nullpunkt abgekühlt, verbrauchen diese Spulen beim Betrieb nahezu keine Energie. So kann die Anlage lange Entladungspulse von mehreren Minuten Dauer erreichen.

Mit D-förmigem, 80 Zentimeter breitem Plasmaquerschnitt und einem Durchmesser des Plasmaringes von 2,5 Metern besitzt EAST etwa die Dimensionen des Tokamaks ASDEX Upgrade, der als größtes deutsches Fusionsexperiment im Garchinger Max-Planck-Institut für Plasmaphysik betrieben wird. Im Vergleich zu dem europäischen Gemeinschaftsexperiment JET und dem geplanten Testreaktor ITER sind beide nur mittelgroße Anlagen. Mit Hilfe der supraleitenden Magnetspulen aus Niob-Titan strebt EAST jedoch im Unterschied zu den 10 Sekunden-Pulsen von ASDEX Upgrade und JET Pulslängen von rund tausend Sekunden an. „Dies macht das Team um die chinesische Anlage zu sehr interessanten Forschungspartnern“, erklärt Dr. Otto Gruber, Projektleiter von ASDEX Upgrade im IPP: „Mit EAST können die fortgeschrittenen Betriebsweisen, die an ASDEX Upgrade und JET entwickelt wurden, im Langpulsbetrieb untersucht werden“. Aus Budgetgründen ist für EAST jedoch zunächst nur eine vergleichsweise geringe Heizleistung von sieben Megawatt vorgesehen; erst in einer späteren Ausbaustufe wird die volle Heizung von 22 Megawatt zur Verfügung stehen.

Nächster großer Schritt der weltweiten Fusionsforschung ist der internationale Testreaktor ITER (lat. „der Weg“), der erstmals ein brennendes und Energie lieferndes Fusionsplasma herstellen soll. Die Großanlage soll in Cadarache, Südfrankreich, aufgebaut werden. Von europäischen, japanischen, russischen und US-amerikanischen Wissenschaftlern vorbereitet, haben sich der Forschungskooperation inzwischen Süd-Korea, Indien und 2003 auch China angeschlossen: „Die Fusionsforschung – einschließlich des ITER-Projekts – wurde als eine der Top-Prioritäten in den Nationalen Forschungs- und Entwicklungsplan Chinas aufgenommen, der letztes Jahr fertig gestellt wurde“, erklärte Liu Yanhua, der Stellvertretende Forschungsminister Chinas, anlässlich der Unterzeichnung der internationalen ITER-Vereinbarung Ende Mai 2006.

Neben China rüsten sich auch Indien und Süd-Korea mit modernen Fusionsanlagen aus: Etwas größer als EAST, entsteht in Südkorea zurzeit KSTAR (Korean Superconducting Tokamak Advanced Research). In Indien soll der supraleitende Tokamak SST-1 (Steady State Superconducting Tokamak) demnächst den Betrieb aufnehmen.

Isabella Milch

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