Kernfusion Rekord-Reaktor JET: Test für die nächsten Fusionsstufe

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Im Frühjahr 2022 haben europäische und Jülicher Forscher mit dem Fusionsexperiment JET einen neuen Fusionsenergie-Rekord aufgestellt. Nun wollen EUROfusion-Wissenschaftler die Anlage im englischen Abingdon bei Oxford nutzen, um die erste Phase des im Bau befindlichen Fusions-Megaprojekts ITER in Südfrankreich vorzubereiten.

Blick in das Fusionsexperiment JET.
Blick in das Fusionsexperiment JET.
(Bild: United Kingdom Atomic Energy Authority)

Die Experimente in JET sollen Aufschluss über das Verhalten von Heliumplasmen geben. Entsprechende Wandelemente für JET wurden zur Vorbereitung an der linearen Plasmaanlage PSI-2 am Forschungszentrum Jülich untersucht.

Die Fusionsenergie beruht auf den gleichen Prozessen, die auch die Sonne und die Sterne antreiben. Die im Februar bekannt gegebenen Rekordergebnisse des JET-Projekts, bei der 59 Megajoule Energie freigesetzt wurden, waren die weltweit deutlichste Demonstration des Potenzials und ein weiterer Schritt auf dem Weg zu einer sicheren und nachhaltigen Energieversorgung.

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Fusionsreaktors ITER soll 2025 in Betrieb gehen

Der Aufbau des internationalen Fusionsreaktors ITER gilt als das nächste große Ziel der Fusionsforschung. Die Anlage ist seit 2007 beim südfranzösischen Kernforschungszentrum Cadarache im Bau und soll ab 2025 ihren Betrieb aufnehmen. Sie soll erstmalig die Gewinnung von thermischer Energie demonstrieren. ITER wird zunächst mit Heliumplasmen laufen, anstelle der von JET beim Rekord Ende 2021 verwendeten energiereichen Brennstoffe Deuterium und Tritium.

Die EUROfusion-Forscher werden das Verhalten der Heliumplasmen untersuchen und die Auswirkungen von Helium auf die Wolfram- und Berylliumwand von JET testen, um später mit ITER schneller die volle Leistung zu erreichen.

„Als Vorbereitung haben wir in der Jülicher linearen Plasmaanlage PSI-2 mit Wolfram beschichtete JET-Wandelemente Helium-Plasmen ausgesetzt, um die optimalen Bedingungen für die kommenden JET Experimente zu bestimmen“, berichtet Dr. Timo Dittmar vom Forschungszentrum Jülich über den maßgeblichen Beitrag Jülichs zu den geplanten Experimenten. „Ein wichtiger Aspekt dabei war die Verifizierung des Temperaturfensters in dem sich Wolfram-Fuzz, eine fraktale, grasartige Oberflächenstruktur, durch den Beschuss mit Helium-Ionen bildet. Bei dieser Gelegenheit konnten wir gleichzeitig diagnostische Methoden und Algorithmen im Bereich der Spektroskopie und Infrarotbeobachtung vorab an realen JET Proben testen.“

In Jülich entwickelte Simulationscodes

Nach den Experimenten der kommenden Helium-Kampagne werden die Wissenschaftler:innen des Forschungszentrums Jülich die Auswertung der Experimente durch Simulationen begleiten. Die entsprechenden Simulationscodes wurden in Jülich entwickelt und werden mittlerweile weltweit eingesetzt.

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