MAST Upgrade erzeugt erstes Plasma

Betriebsstart für kompakten Tokamak in Culham, Großbritannien

29. Oktober 2020

Heute ging im Culham Centre for Fusion Energy mit ihrem ersten Plasma Großbritanniens neue Fusionsanlage MAST Upgrade in Betrieb.

Grafik: Schnitt durch MAST Upgrade, ein kompakter Tokamak mit drei Metern im Durchmesser.

MAST Upgrade ist das Ergebnis eines siebenjährigen Aufrüstungsprogramms für den „Mega Ampere Spherical Tokamak“ MAST, mit dem von 2000 bis 2013 in Culham experimentiert wurde. Er wurde umgebaut, um längere Pulse, höhere Heizleistung und ein stärkeres Magnetfeld zu erreichen sowie ein neues System zur Teilchenauskopplung zu erproben. MAST Upgrade, ein im Durchmesser drei Meter großer Tokamak, verfügt nun über stärkere Magnete, zusätzliche Instrumente zur Beobachtung und Steuerung des Plasmas sowie eine erhöhte Leistung der Heizinjektoren und kann bis zu fünf Sekunden lange Plasmaentladungen erzeugen.

MAST Upgrade soll den Weg zu kompakteren Tokamak-Kraftwerken erkunden und untersuchen, ob eine gedrängtere Bauweise kleinere und damit billigere Fusionskraftwerke möglich machen könnte. Mit seiner dünnen Mittelsäule unterscheidet sich die nahezu kugelförmige Anlage daher deutlich von Tokamaks wie ASDEX Upgrade in Garching, dem europäischen Gemeinschaftsexperiment JET oder dem Testreaktor ITER, die sich durch eine breite Mittelsäule und ein ringförmiges Plasma auszeichnen.

Zur Teilchenabfuhr ist MAST Upgrade mit einem neuartigen Divertor ausgerüstet. Magnetspulen strecken dazu den Plasmarand in exotische Formen wie ein X oder eine mehrzackige Schneeflocke. So soll das Plasma mehr Zeit und Platz erhalten, seine Energie abzustrahlen, bevor es schließlich an den Divertor-Platten die Wand des Plasmagefäßes erreicht – eine Möglichkeit, die Belastung der Divertor-Platten zu senken.

Per Video verfolgten Fusionsforscher in ganz Europa die erste Plasmaentladung. Herzliche Glückwünsche an das MAST-Upgrade-Team kamen von Programm-Manager Tony Donné im Namen des europäischen Fusions­forschungs­pro­gramms EUROfusion: „Wir freuen uns auf die wissenschaftlichen Ergebnisse dieser Maschine mit ihrem superlangen Divertor-Bein, die wichtige Hinweise für ITER und DEMO liefern wird“.

Auch einige Wissenschaftler aus dem IPP planen vergleichende Experimente an den zwei so verschiedenen Tokamaks ASDEX Upgrade in Garching und MAST Upgrade in Culham. Wegen Corona wird man jedoch nicht so bald nach England reisen können. Derzeit wird diskutiert, ob sich per Fernbedienung experimentieren lässt.

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