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DEMO

Aktuelle Forschung

Das IPP-Projekt „DEMO-Studien“ trägt zur Bestimmung der physikalischen und technologischen Eckwerte für den Entwurf eines Demonstrations-kraftwerks bei.


Schema eines Tokamak-Demonstra­tions­kraftwerks. Von innen nach außen: Magnetspule zur Induktion des Plasmastroms (braun), Hauptfeldspulen (lila), Plasmagefäß mit Stutzen (grün), Blanket (blau), Divertor (magenta), Zusatzspulen (braun), Kryostat (grau), Abschirmung (grau). Bild vergrößern
Schema eines Tokamak-Demonstra­tions­kraftwerks. Von innen nach außen: Magnetspule zur Induktion des Plasmastroms (braun), Hauptfeldspulen (lila), Plasmagefäß mit Stutzen (grün), Blanket (blau), Divertor (magenta), Zusatzspulen (braun), Kryostat (grau), Abschirmung (grau). [weniger]


Der Testreaktor ITER soll zeigen, dass es prinzipiell möglich ist, per Fusion Energie zu erzeugen.

Um das anschließend geplante Demonstrationskraftwerk bauen zu können, müssen alle physikalischen und technologischen Anforderungen im Zusammenhang betrachtet und in ihren jeweiligen Randbedingungen miteinander in Übereinstimmung gebracht werden. Dabei werden die zwei Konzepte Tokamak und Stellarator parallel untersucht.

Auf physikalischer Seite liegen dabei Herausforderungen im Züchten stabiler „Advanced Szenario“-Plasmaentladungen mit hoher Dichte und hohem Plasmadruck und in dennoch wandschonender Plasmaführung.

Auf Seiten der Technik sind robuste Wandmaterialien, leistungsfähige Hochtemperatur-Blankets und energieeffiziente Heiz- und Stromtriebmethoden zu entwickeln. Themen der Forschung sind entsprechend:

  • Langpuls- oder Dauerbetrieb (Advanced Tokamak oder Stellarator)
  • Betrieb mit Plasmen hoher Dichte
  • Plasma-Wand-Schnittstelle: Leistungsauskopplung, Plasma-Wand-Wechselwirkung
  • Plasma-Diagnostik und Plasma-Steuerung
  • Heizung und Stromtrieb
  • Materialien für strukturelle und funktionelle Bauteile
  • Bauteile im Plasmagefäß: Divertor, Blanket, Kühlung
  • Brennstoffkreislauf: Tritium- und Vakuum-Technologie
  • Supraleiter-Technologie
  • Fernbedienungs- und -wartungstechnik
  • Effizienz, Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit aller Systeme

Schematischer Aufbau eines Stellarator-Demonstrationskraftwerks. Von innen nach außen: Stützring (grau), Magnetspulen (blau), Plasmagefäß mit Stutzen (grau), Blanket (grün), Plasma (rot). Nicht eingezeichnet sind der Divertor und der Kryostat, der den Anlagenkern umschließt. Bild vergrößern
Schematischer Aufbau eines Stellarator-Demonstrationskraftwerks. Von innen nach außen: Stützring (grau), Magnetspulen (blau), Plasmagefäß mit Stutzen (grau), Blanket (grün), Plasma (rot). Nicht eingezeichnet sind der Divertor und der Kryostat, der den Anlagenkern umschließt. [weniger]

Im IPP in Garching und Greifswald wird an der Lösung eines Großteils dieser Fragen gearbeitet.

Dies geschieht sowohl experimentell – mit dem Tokamak ASDEX Upgrade und demnächst mit dem Stellarator Wendelstein 7-X sowie in Experimenten zur Plasma-Wand-Wechselwirkung oder Plasmaheizung – als auch mit Hilfe von Simulationen und Rechnungen der Plasmatheorie.

In der „German DEMO Working Group“ wird die Expertise aller deutschen Fusionslaboratorien zusammengeführt.

 
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