Podcast

Rudolf Neu

Wissenschaft zum Hören

Über erste Ergebnisse mit der "ITER-ähnlichen Wand" bei JET berichten der IPP-Wissenschaftler Rudolf Neu und Guy Matthews vom Culham Centre for Fusion Energy in diesem PoP-Podcast.

(Veröffentlichung: R. Neu et al.: First operation with the JET International Thermonuclear Experimental Reactor-like wall. In: Physics of Plasmas 20, 056111 (2013).

Stand der Forschung

Das IPP ist ein Teilnehmer des JET-Programms, mit dem der Betrieb des Testreaktors ITER vorbereitet werden soll. Dazu ist der Vergleich zwischen JET und dem Garchinger ASDEX Upgrade – den beiden größten ITER-ähnlichen Tokamaks in Europa – besonders fruchtbar.


Das neu ausgekleidete Plasmagefäß: 4500 Kohlenstoffkacheln wurden – mit Hilfe eines ferngesteuerten Roboterarms (rechts hinten) – durch Beryllium- und Wolfram-beschichtete Kacheln ersetzt Bild vergrößern
Das neu ausgekleidete Plasmagefäß: 4500 Kohlenstoffkacheln wurden – mit Hilfe eines ferngesteuerten Roboterarms (rechts hinten) – durch Beryllium- und Wolfram-beschichtete Kacheln ersetzt [weniger]

JET mit ITER-ähnlicher Wand
IPP-Physiker und -Ingenieure waren an der Definition und Umsetzung des Umbaus der JET-Maschine beteiligt, der 2009 begonnen hat und im Herbst 2011 endete. Während dieser Zeit wurde die innere Verkleidung des Plasmagefäßes ausgetauscht. Die bisherigen Kohlenstoff-Kacheln wurden durch eine Kombination aus Beryllium und Wolfram ersetzt. So will man den Bedingungen in ITER möglichst nahe kommen. Außerdem wurde die zum Aufheizen des Plasmas verfügbare Leistung der Neutralteilchen­heizung um die Hälfte auf 34 Megawatt aufgestockt.

Das IPP war an der Entwicklung der Beschichtungsmethode für die Wandkacheln der neuen JET-Wand beteiligt. Im Wärmefluss-Teststand GLADIS des IPP wurde das thermo-mechanische Verhalten dieser stark belasteten Bauteile untersucht und die Serienfertigung der Wolfram-beschichteten Kacheln durch qualitätssichernde Tests begleitet. Zudem wurden die Belastungsgrenzen der Wolfram-Beschichtung ausgelotet, um die maximal tolerierbare Wandbelastung während des JET-Betriebs zu definieren. Auch Bauteile zur Charakterisierung der ITER-ähnlichen Wand – Depositions-Monitore und Wand-Einsätze für Untersuchungen von Erosions- und Depositionsprozessen – wurden vom IPP für JET angefertigt sowie neue Plasmadiagnostiken entwickelt und aufgebaut.

Stufenleiter zu ITER: Mit ASDEX Upgrade und JET werden im europäischen Fusionsprogramm zwei unterschiedlich große Fusionsanlagen betrieben, die ITER geometrisch sehr ähnlich sind – so lassen sich Größenskalierungen aufstellen. Bild vergrößern
Stufenleiter zu ITER: Mit ASDEX Upgrade und JET werden im europäischen Fusionsprogramm zwei unterschiedlich große Fusionsanlagen betrieben, die ITER geometrisch sehr ähnlich sind – so lassen sich Größenskalierungen aufstellen. [weniger]

ASDEX Upgrade und JET
Mit dem Wechsel zu einer Gefäßwand ohne Kohlenstoff wird die bisherige Verbindung von JET und ASDEX Upgrade noch enger. Die Garchinger Anlage arbeitet nämlich bereits seit 2007 mit einer kohlenstoff-freien Gefäßwand – im Unterschied zu JET jedoch mit einer reinen Wolfram-Wand, was interessante Vergleiche möglich macht.

Nach Wiederaufnahme des JET-Experimentierbetriebs im August 2011 leitete deshalb der IPP-Wissenschaftler, der bereits dem Garchinger Wolfram-Programm vorstand, eine der insgesamt zwei „JET Task Forces“: Die Arbeitsgruppe entwickelt Plasma-Szenarien, die mit einer ITER-ähnlichen Wand verträglich sind.

Zurzeit stellt das IPP zwei Task Force-Leiter, außerdem mehrere Experimentverantwortliche sowie weitere Wissenschaftler als Teil des europäischen Teams.

 
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