Plasma-Material-Wechselwirkung und Komponenten
Der Bereich P2W befasst sich mit der Untersuchung von Plasma-Wand-Wechselwirkungen in Fusionsanlagen und in speziellen Laborexperimenten sowie mit der Entwicklung und Charakterisierung von Materialien und Komponenten für hohe Wärmeflüsse.
In vier Gruppen werden Untersuchungen zu Plasma-Wand-Wechselwirkungen sowie die Entwicklung und Charakterisierung von Materialien mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich Erosionsverhalten, Wasserstoffisotopenaufnahme, Wärmeabfuhr und thermischer Stabilität durchgeführt. Insbesondere werden die Fusionsexperimente des IPP unterstützt und Untersuchungen zu Materialien für die erste Wand in ITER und in zukünftigen Fusionskraftwerken durchgeführt. Zu diesem Zweck werden grundlegende Oberflächenprozesse an Materialien direkt in ASDEX Upgrade (AUG) und Wendelstein 7-X (W7-X) sowie in Laborexperimenten untersucht. Diese Experimente werden durch Modellierungsarbeiten begleitet. Material- und Bauteilversuche werden in der Hochwärmefluss-Testanlage GLADIS durchgeführt. Insbesondere werden Wolframkacheln für AUG und aktiv gekühlte Divertorelemente für W7-X sowie Mock-ups und Prototypen für ITER und DEMO untersucht. Ein großer Teil dieser Arbeiten ist gut in das europäische EUROfusion-Programm integriert. Die Abteilung unterstützt dieses Programm auch organisatorisch durch die Bereitstellung von Projekt- und Task-Leitern.
Die Forschungsbereiche im Einzelnen:
- Untersuchung von Oberflächenprozessen an plasmaexponierten Materialien
- Untersuchung der Migration von Materialien in Fusionsversuchen
- Untersuchung und Kontrolle des Tritiuminventars (Wasserstoffretention und -permeation, Redepositionsprozesse und Barriereschichten)
- Modellierung und Extrapolation der Ergebnisse auf ITER und DEMO
- Entwicklung und Charakterisierung von Materialien und Komponenten für die erste Wand und den Divertor