Wendelstein 7-X: Erzeugung von Gigajoule-Energieumsatz über 8 Minuten

• Das Greifswalder Kernfusions-Experiment Wendelstein 7-X hat einen wichtigen Meilenstein erreicht: Es erzeugte über acht Minuten hinweg ein Leistungsplasma mit einem Gigajoule Energieumsatz.
• Nach der erfolgreichen Wiederinbetriebnahme im Jahr 2022 übertrafen die Forschenden das Ziel für 2023 von 1 Gigajoule Energieumsatz und erreichten 1,3 Gigajoule. Damit stellten sie zugleich einen neuen Rekord für die Entladungsdauer auf.
• Wendelstein 7-X, der modernste und größte Stellarator der Welt, wurde während einer dreijährigen Ausbauphase mit einer Wasserkühlung für die Wandelemente und einem aufgerüsteten Heizsystem ausgestattet.
• Das modernisierte Heizsystem kann nun doppelt so viel Leistung wie zuvor in das Plasma einkoppeln, um den Betrieb des Fusions-Experiments in einem neuen Parameterbereich zu ermöglichen.
• Die Forschenden wollen die Energiewerte schrittweise erhöhen, ohne die Anlage zu überlasten oder zu beschädigen.
• Der Energieumsatz von 1,3 Gigajoule wurde mit einer mittleren Heizleistung von 2,7 Megawatt erreicht; die Entladung dauerte 480 Sekunden und markierte einen neuen Rekord für Wendelstein 7-X sowie einen der weltweit besten Werte.
• Die Plasmaheizung besteht aus drei Komponenten: der neu installierten Ionenheizung, der Heizung durch Neutralteilcheninjektion und der Elektronen-Mikrowellenheizung.
• Wendelstein 7-X nutzt hitzebeständige Divertor-Prallplatten, um die größten Wärmeströme abzuleiten, und verfügt im Unterschied zu allen anderen Fusionsanlagen weltweit über eine vollständig gekühlte Innenwand.
• Ziel für die kommenden Jahre ist es, den Energieumsatz bei Wendelstein 7-X auf 18 Gigajoule zu steigern und das Plasma 30 Minuten lang stabil zu halten.
• Das ultimative Ziel der Fusionsforschung ist die Entwicklung eines klima- und umweltfreundlichen Kraftwerks, das ähnlich wie die Sonne Energie durch die Verschmelzung von Atomkernen erzeugt.
• Das Max-Planck-Institut für Plasmaphysik verfolgt den Weg der magnetischen Fusion, bei dem das Brennstoffplasma aus dünnem Wasserstoff durch Magnetfelder in der Vakuumkammer gehalten wird, damit es nicht mit den kalten Wänden des Gefäßes in Kontakt kommt.

[GN⁺]

Hacker-News-Kommentare

• Wendelstein 7-X ist ein Stellarator-Reaktor, eine Alternative zum donut-förmigen Tokamak-Reaktor.
• Das Stellarator-Design zielt darauf ab, das Problem zu lösen, dass die magnetische Selbstinduktion des Plasmas im äußeren Bereich von Tokamak-Reaktoren schwächer wird.
• Stellaratoren schließen das Plasma in einer bandförmigen Struktur ein und falten es in eine Möbius-Form.
• Das Stellarator-Design ist theoretisch dem Tokamak überlegen und wurde so entworfen, dass die JxB-Kraft neutralisiert wird. Dabei ist J der Strom durch das Plasma und B das Magnetfeld, das das Plasma um das Gerät herumführt.
• In diesem Zusammenhang bedeutet „Energieumwandlung“ die Wärmemenge während der Entladungszeit.
• Die in diesem Reaktor erzeugte Energie wird in nutzbaren Strom umgewandelt, ähnlich wie die Wärme in einem Kernspaltungsreaktor Turbinen antreibt.
• Das Wendelstein-7-X-Projekt hat die technischen Herausforderungen erfolgreich gemeistert und macht Fortschritte bei der Charakterisierung und Steuerung des Fusionsplasmas.
• Wendelstein 7-X erzeugt keinen nutzbaren Strom, sondern ist ein Vorläufer eines Produktionsreaktors.
• Dieses Projekt steht seit über 10 Jahren im Fokus und erhält Unterstützung von Technikbegeisterten.
• Es besteht Interesse am Fortschritt anderer Fusionsprojekte wie SPARC von Commonwealth Fusion Systems.
• Zu den Kritikpunkten zählen die große Baugröße von auf Stellaratoren basierenden Reaktoren und ihre geringe volumetrische Leistungsdichte.