Vor 30 Jahren wurde das H-Regime entdeckt

Ein universaler Plasmazustand / Voraussetzung für das Fusionskraftwerk

In der zweiten Februarwoche vor dreißig Jahren gelang eine der wichtigsten Entdeckungen der Fusionsforschung: An der Tokamak-Anlage ASDEX im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik in Garching fand Friedrich Wagner einen besonders günstigen Plasmazustand, das H-Regime – wie man heute weiß, die Voraussetzung für ein späteres Fusionskraftwerk.

Dort muss es zum Zünden der Fusionsreaktionen gelingen, den Brennstoff – ein dünnes Wasserstoffplasma ­– in einem Magnetfeldkäfig einzuschließen und auf hohe Temperatur aufzuheizen. Keine einfache Aufgabe, wie die Historie zeigt: Als Ende der 1970er Jahre leistungsfähige Heizverfahren für das Plasma entwickelt worden waren, brachte dies zunächst nicht den erwarteten Fortschritt, sondern im Gegenteil ein weltweit beobachtetes, schweres Problem. Die wichtigste Eigenschaft des magnetischen Einschlusses, die Wärmeisolation des Plasmas, verschlechterte sich nämlich, sobald die Plasmatemperatur durch die externe Heizung erhöht wurde. Die Annäherung der Temperatur an die Zündbedingung hatte unweigerlich das Absacken der Wärmeisolation zur Folge. Unter diesen Umständen schien es unmöglich, ein brennendes Plasma zu erreichen.

Die Lösung brachte 1982 der an ASDEX entdeckte Plasmazustand, das „High-Confinement Regime“ oder kurz „H-Regime“: Friedrich Wagner konnte zeigen, dass am Plasmarand unter bestimmten Bedingungen eine selbstorganisierte Transportbarriere entsteht. Die wärmeisolierende Schicht sorgt für guten Plasmaeinschluss – eine in der Entwicklung der Fusionsforschung herausragende Entdeckung. Friedrich Wagner legte damit den Grund für die weiteren Erfolge: Im H-Regime gelang es mit dem europäischen Großexperiment JET in Culham/Großbritannien, weltweit erstmalig nennenswerte Fusionsleistung zu erzeugen. Es war ebenso Voraussetzung für die Planung des internationalen Testreaktors ITER, der zurzeit in Cadarache/Südfrankreich aufgebaut wird. Die Anlage soll zeigen, dass ein Energie lieferndes Fusionsplasma möglich ist.

1993 gelang es Wagner und seinen Mitarbeitern, auch an Wendelstein 7-AS in Garching – einer Anlage vom alternativen Bautyp „Stellarator“ – das H-Regime zu entwickeln: Es hatte sich damit als universaler Plasmazustand erwiesen. Wie sich Friedrich Wagner an die entscheidende Woche der Entdeckung vor dreißig Jahren erinnert, erzählte er Phil Dooley >>