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| − | Der Tokamak ist der Anlagentyp, |
+ | Der Tokamak ist der Anlagentyp, der heutzutage am häufigsten eingesetzt wird. In ihm wird das Plasma von zwei sich überlagernden Magnetfeldern eingeschlossen. Das eine Feld wird durch äußere Spulen erzeugt, die das Plasmagefäß umschießen, das andere durch Strom, der pulsweise in das Plasma eingeführt wird.<ref name="IPP_Stand_Persepektiven">IPP: [https://www.ipp.mpg.de/46293/fusion_d.pdf Kernfusion - Stand & Perspektiven] abgerufen am 2. Juni 2019</ref> |
Lange konnten Tokamaks nur pulsweise arbeiteten, was einen Dauerbetrieb ausschloss sowie zu einer Verkürzung der Lebensdauer der Anlage und zu Instabilitäten führte. In den letzten Jahren wurden jedoch Fortschritte in Hinblick auf einen Dauerbetrieb erreicht.<ref name="IPP_Fusionsanlagen">IPP: [http://www.ipp.mpg.de/9752/anlagentypen Fusionsanlagen] abgerufen am 28. Dezember 2016</ref><ref name="IPP_Dauerbetrieb_Tokamak">IPP: [https://www.ipp.mpg.de/de/aktuelles/presse/pi/2016/04_16 Dauerbetrieb der Tokamaks rückt näher] vom 27. April 2016</ref> Der Tokamak [[Tore Supra/WEST (Frankreich)]] hält mit einem Plasmaeinschluss von 6 Minuten und 30 Sekunden den Rekord. |
Lange konnten Tokamaks nur pulsweise arbeiteten, was einen Dauerbetrieb ausschloss sowie zu einer Verkürzung der Lebensdauer der Anlage und zu Instabilitäten führte. In den letzten Jahren wurden jedoch Fortschritte in Hinblick auf einen Dauerbetrieb erreicht.<ref name="IPP_Fusionsanlagen">IPP: [http://www.ipp.mpg.de/9752/anlagentypen Fusionsanlagen] abgerufen am 28. Dezember 2016</ref><ref name="IPP_Dauerbetrieb_Tokamak">IPP: [https://www.ipp.mpg.de/de/aktuelles/presse/pi/2016/04_16 Dauerbetrieb der Tokamaks rückt näher] vom 27. April 2016</ref> Der Tokamak [[Tore Supra/WEST (Frankreich)]] hält mit einem Plasmaeinschluss von 6 Minuten und 30 Sekunden den Rekord. |
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Version vom 2. Juni 2019, 08:47 Uhr
Kernfusion und Fusionsanlagen > Tokamaks, Stellaratoren und weitere Konzepte
Anlagentypen
In den Anfangsjahren war die Fusionsforschung durch eine große Vielfalt von Anlagentypen geprägt. Im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Garching bei München wurde beispielsweise mit Spiegelmaschinen, Stellaratoren oder sogenannten Pinchen experimentiert. In letzteren wurde das Plasma schnell magnetisch komprimiert . Das Magnetfeld stieg zunächst stark an, drückte das Plasma zusammen und erhitzte es stark – aber nur wenige Millionstel Sekunden lang.[1]
Heute verwendet man vor allem zwei Typen von Anlagen, dich sich durch ihre Bauweise unterscheiden: Tokamaks und Stellaratoren.
Tokamak
Tokamak JET (1991)
Der Tokamak ist der Anlagentyp, der heutzutage am häufigsten eingesetzt wird. In ihm wird das Plasma von zwei sich überlagernden Magnetfeldern eingeschlossen. Das eine Feld wird durch äußere Spulen erzeugt, die das Plasmagefäß umschießen, das andere durch Strom, der pulsweise in das Plasma eingeführt wird.[2]
Lange konnten Tokamaks nur pulsweise arbeiteten, was einen Dauerbetrieb ausschloss sowie zu einer Verkürzung der Lebensdauer der Anlage und zu Instabilitäten führte. In den letzten Jahren wurden jedoch Fortschritte in Hinblick auf einen Dauerbetrieb erreicht.[3][4] Der Tokamak Tore Supra/WEST (Frankreich) hält mit einem Plasmaeinschluss von 6 Minuten und 30 Sekunden den Rekord.
Der größte Tokamak weltweit ist derzeit der Joint European Torus (Großbritannien) (JET). Der im Bau befindliche ITER (Frankreich) gehört ebenfalls zu diesem Anlagentyp.
Stellarator
Stellarator Wendelstein 7-X während der Bauphase (2011)
Anlagen vom Typ Stellarator hingegen bauen ihr Magnetfeld nur durch äußere Magnetspulen auf, ohne dass Plasmastrom verwendet wird. Im Vergleich zum Tokamak müssen die Magnetspulen zwar wesentlich komplexer geformt sein. Dafür eignen sich Stellaratoren von vornherein besser für den Dauerbetrieb.[2][3]
Der größte Stellarator weltweit ist derzeit der Wendelstein 7-X (Deutschland), in dem seit 2015 Experimente durchgeführt werden.
Trägheitsfusion
Ein weiteres Verfahren, das sich im Versuchsstadium befindet, ist die sogenannte Trägheitsfusion. Hierbei wird, so die Theorie, ein Gemisch aus Deuterium und Tritium "durch Laser- oder Teilchenstrahlen zur Zündung gebracht. Das heiße Plasma wird einzig durch seine eigene Trägheit zusammengehalten." Entsprechende Experimente wurden in der National Ignition Facility (USA) durchgeführt; eine Kernfusion konnte bislang nicht erreicht werden.[5][6]
(Letzte Änderung: 02.06.2019)
Einzelnachweise
- ↑ IPP: Max-Planck-Institut für Plasmaphysik. 50 Jahre Forschung für die Energie der Zukunft von 2010
- ↑ 2,0 2,1 IPP: Kernfusion - Stand & Perspektiven abgerufen am 2. Juni 2019
- ↑ 3,0 3,1 IPP: Fusionsanlagen abgerufen am 28. Dezember 2016
- ↑ IPP: Dauerbetrieb der Tokamaks rückt näher vom 27. April 2016
- ↑ DPG: Trägheitseinschluss abgerufen am 25. Dezember 2016
- ↑ photonics.com: 1st Successful Ignition Experiment at NIF vom 25. Oktober 2010