Forscher erzeugen erstmals Plasma mit Fusionsreaktor „Wendelstein 7-X“

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Mit einem hellen Leuchten zeigt sich das erste Plasma in der Greifswalder Fusionsanlage „Wendelstein 7-X“. Es bestand aus Helium und erreichte eine Temperatur von rund einer Million Grad Celsius.

Copyright: IPP

Greifswald (Deutschland) – Zehn Jahre Forschungs- und Konstruktionsarbeit, sowie die Investition von rund 350 Millionen Euro haben sich gelohnt: Schon bei den ersten Experimenten mit der Fusionsanlage „Wendelstein 7-X“ am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Greifswald gelang es den Physikern darin am 10. Dezember 2015 das erste Helium-Plasma zu erzeugen – die notwendige Vorstufe zur Kernfusion, mit deren Beherrschung große Mengen an vergleichsweise klima- und umweltfreundlicher Energie zur Verfügung stünden.

„Schon die gestrigen Experimente mit der weltweit größten Fusionsanlage vom Typ Stellarator haben gezeigt, dass sich dieser Bautyp als Fusionskraftwerk eignet“, so die beteiligten Wissenschaftler.

Mit einem gewaltigen Magnetfeld, wird im Wendelstein-7-X-Reaktor das darin erzeugte Plasma eingeschlossen und derart kontrolliert, damit es nicht mit der Wand der luftleeren Plasmakammer in Berührung kommt und sich auf diese Weise ungewünscht abkühlt. Auf diese Weise erreichte das für eine Zehntel-Sekunde gezündete Plasma eine Temperatur von rund einer Million Grad Celsius. Zur Verschmelzung von Atomkernen, ähnlich wie im Innern der Sonne, benötigt es jedoch das rund 100-fache der jetzt erreichten Temperatur.

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„Wir beginnen mit einem Plasma aus dem Edelgas Helium. Erst im nächsten Jahr wechseln wir zu dem eigentlichen Untersuchungsobjekt, einem Wasserstoff-Plasma“, erläutert Thomas Klinger, Direktor am Max-Planck-Institut für Plasmaforschung (IPP) und Projektleiter von Wendelstein 7-X: „Denn mit Helium ist der Plasmazustand leichter zu erreichen. Außerdem können wir mit Helium-Plasmen die Oberfläche des Plasmagefäßes reinigen.“

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Blick in Innere de experimentellen Fusionsreaktors „Wendelstein 7-X“ am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik in Greifswald.
Copyright: IPP, Wolfgang Filser

In den nächsten experimentellen Schritten wollen die Forscher die Dauer der Plasma-Entladungen verlängern und untersuchen, wie die Helium-Plasmen durch Mikrowellen am besten zu erzeugen und aufzuheizen sind, erläutert die IPP-Pressemitteilung. „Nach einer Pause zum Jahreswechsel geht es im Januar mit Einschlussstudien weiter, bei denen die Forscher unter anderem untersuchen, wie gut das Heliumplasma im Magnetfeld eingeschlossen wird. Mit diesen Experimenten bereiten die Forscher die ersten Experimente mit Plasmen aus Wasserstoff vor, der in Fusionsexperimenten letztlich zu Helium verschmolzen werden soll.“

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