IPP-Technologie für ITER ausgewählt

Neuartige Heizung für den Fusionstestreaktor ITER / zehnmal heißer als die Sonne

3. August 2007

Zur Plasmaheizung der Fusionstestanlage ITER wurde – in Änderung der bisherigen Pläne – eine im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Garching bei München entwickelte neuartige Hochfrequenz-Ionenquelle ausgewählt.

Blick in die Ionenquelle des IPP: Hier werden geladene Teilchen erzeugt und anschließend durch Beschleunigungsgitter auf hohe Geschwindigkeit gebracht.

Dies wurde jetzt im Anschluss an die einstimmige Empfehlung des für Planungsänderungen zuständigen internationalen Expertengremiums beschlossen. „Für das IPP ist dies ein großer Erfolg, der eine vieljährige Entwicklungsarbeit krönt“, freute sich Bereichsleiter Dr. Eckehart Speth (siehe IPP-Presseinfo 13/05 "Eine Heizung für den Fusionstestreaktor ITER").

Die Testanlage ITER (lat. „der Weg“) ist der nächste große Schritt der weltweiten Fusionsforschung. In Zusammenarbeit von sieben Partnern – Europa, Japan, USA, Russland, China, Indien und Südkorea – soll der Bau der Anlage im kommenden Jahr in Cadarache/Südfrankreich beginnen. Mit 500 Megawatt erzeugter Fusionsleistung – zehnmal mehr, als zuvor zur Plasmaheizung aufgewendet wird – soll ITER zeigen, dass ein Energie lieferndes Fusionsfeuer möglich ist.

Ein Fusionskraftwerk soll, ähnlich wie die Sonne, aus der Verschmelzung von Atomkernen Energie gewinnen. Dazu muss es gelingen, den Brennstoff – ein dünnes ionisiertes Wasserstoffgas, ein „Plasma“ – berührungsfrei in einem Magnetfeldkäfig einzuschließen und auf Zündtemperaturen von über 100 Millionen Grad aufzuheizen. Bei ITER soll dies etwa zur Hälfte die so genannte „Neutralteilchen-Heizung“ übernehmen: Schnelle Wasserstoffatome, die in das Plasma hineingeschossen werden, geben beim Zusammenstoßen ihre Energie an die Plasmateilchen ab. Heutige Anlagen erreichen so auf Knopfdruck ein Mehrfaches der Sonnentemperatur. Die Großanlage ITER stellt jedoch neue Anforderungen an das bewährte Verfahren: Zum Beispiel müssen die Teilchen noch drei- bis viermal schneller sein als bisher, damit sie tief genug in das voluminöse Plasma eindringen können.

Angesichts dieser gestiegenen Ansprüche bietet das im IPP entwickelte Heizverfahren erhebliche Vorteile gegenüber den bislang verfügbaren Lösungen. So ist die neuartige Quelle – eine Entwicklung, für die das Team um Dr. Speth 2006 mit dem Erwin Schrödinger-Preis der Helmholtz-Gemeinschaft ausgezeichnet wurde – zum Beispiel besonders robust und wartungsarm. In einer Vorform seit 1995 erfolgreich am IPP-Experiment ASDEX Upgrade in Betrieb, arbeitet man seit 2002 daran, sie für die ITER-Anforderungen weiterzuentwickeln. Die an drei Testständen im IPP erzielten Ergebnisse haben jetzt das ITER-Team überzeugt: „Neue Technik braucht Zeit, bis sie sich durchsetzt“, meint Dr. Speth. Beendet ist die Entwicklungsarbeit mit der nun gefallenen Entscheidung jedoch noch nicht. Im IPP wird demnächst ein weiterer Teststand für eine Quelle in halber ITER-Größe aufgebaut. Hier soll geprüft werden, ob der Teilchenstrahl den ITER-Anforderungen genügen kann. Das System in Originalgröße soll anschließend das italienische Fusionsinstitut der ENEA in Padua untersuchen.

Isabella Milch

Zur Redakteursansicht