Zusammenarbeit mit Fusionsfirmen

Das IPP arbeitet seit 2023 gezielt mit aussichtsreichen privaten Fusionsunternehmen zusammen, deren Ansätze technologisch und methodisch zu den eigenen Forschungs-aktivitäten passen. Diese Zusammenarbeit eines etablierten Forschungsinstituts wie dem IPP und jungen Firmen soll die Entwicklung von Fusionskraftwerken beschleunigen.

Im Bereich Tokamak betrifft das die US Firma Commonwealth Fusion Systems (CFS). CFS entstand 2018 als Ausgründung des MIT (Massachusetts Institute of Technology)

und baut SPARC, einen kompakten Hochfeld-Tokamak mit hochtemperatur-supraleitenden Spulen. Mit SPARC, das ähnlich groß wie ASDEX Upgrade ist, soll ab 2027 ein Fusionsenergiegewinn von Q>1 erreicht werden.

Das IPP kooperiert mit CFS u. a. in folgenden Bereichen:

• Qualifikation von SPARC-Komponenten im Teststand GLADIS.
• Integrierte Modellierung von SPARC-Plasmen zur Vorbereitung des Betriebs.
• Entwicklung und Tests spezieller Betriebsregime wie QCE (Quasi-Continuous Exhaust), für die an SPARC ausschließlich genutzte Ionenzyklotronheizung (ICRH).

Im Gegenzug wird das IPP die Möglichkeit erhalten am SPARC-Betrieb mitzuarbeiten und mit seiner Expertise bei der wissenschaftlichen Gestaltung und Auswertung der Experimente mitzuwirken. Dabei verfolgt das IPP das Ziel seine wissenschaftlichen Ideen und Konzepte an SPARC in Hinblick auf Reaktortauglichkeit unter Hochfeldbedingungen zu validieren und zu optimieren.

Proxima Fusion ist ein 2023 gegründetes Start-up aus München, zu dessen Gründungsteam ehemalige Doktoranden und Postdocs des IPP gehören. Das Unternehmen setzt auf optimierte, quasi-isodynamische Stellaratoren nach dem Vorbild von Wendelstein 7-X und will zur Erzeugung des magnetischen Käfigs ebenfalls Hochtemperatur-Supraleiter einsetzen.

Die Zusammenarbeit mit dem IPP umfasst verschiedene gemeinsame Arbeiten im BMBF-Projekt FPP-MC zur Lösung fundamentaler Fragen der magnetischen Fusion auf dem Weg zu Fusionsreaktor mit den Zielen:

• Entwicklung des Reaktorkonzepts Stellaris, eines Hochfeld-Stellarators, der eine ausgewogene Kombination aus gutem Plasmaeinschlussleistung, MHD-Stabilität sowie praktischer Baubarkeit bieten soll.
• Planung eines kleineren Fusions-Demonstrators Alpha, der mit Q>1 die Leistungsfähigkeit des Konzepts demonstrieren und Schlüsseltechnologien wie HTS-3D-Magnetspulen erproben soll.

Gauss Fusion ist ein in Deutschland beheimatetes Unternehmen das von europäischen Industrie-Partnern gegründet wurde, die über lange Erfahrung im Bau von Fusionskomponenten verfügen. Bis 2045 will Gauss Fusion ohne Zwischenschritt über einen Demonstrator ein kommerzielles Stellarator-Kraftwerk im Gigawatt-Maßstab errichten. Hier unterstützt das IPP vor allem bei der Optimierung des quasi-isodynamischen Stellarator-Designs, um bestmögliche Plasmaeigenschaften mit technischen Anforderungen wie realisierbaren Spulen und stabiler Struktur zu verbinden.