Kernfusion: Fusionsanlage JT-60SA erreicht erste Plasmaentladung
Am 23. Oktober 2023 wurde eine erste Plasmaentladung am europäisch-japanischen Kernfusionsreaktor JT-60SA erzeugt. Die Maschine erfülle somit ihre grundlegenden Funktionen, erklärt Sam Davis, Projektleiter bei der europäischen Organisation Fusion for Energy, in einem Beitrag im Fachmagazin Science(öffnet im neuen Fenster).
Das Projektteam schätzt, dass es zwei Jahre dauern wird, bis JT-60SA langlebige Plasmen herstellen kann. Diese werden für aussagekräftige physikalische Experimente benötigt.
Der japanische JT-60SA nutzt Magnetfelder von supraleitenden Spulen, um eine glühend heiße Wolke aus ionisiertem Gas (Plasma) in einem donutförmigen Vakuumbehälter einzuschließen. Damit sollen Wasserstoffkerne zum Verschmelzen und zur Freisetzung von Energie gebracht werden.
Die vier Stockwerke hohe Anlage ist darauf ausgelegt, ein auf 200 Millionen Grad Celsius erhitztes Plasma etwa 100 Sekunden lang zu halten. Das ist weitaus länger, als es ältere Tokamak-Versuchsanlagen können.
JT-60SA und Iter: Die Kooperation der Fusionsreaktoren
JT-60SA wird auch dem gigantischen internationalen Fusionsreaktor Iter helfen. Dieser wird in Frankreich gebaut und soll demonstrieren, wie durch Fusion mehr Energie erzeugt werden kann, als zu ihrer Initiierung benötigt wird.
Der JT-60-Reaktor liefert seit Mitte der 1980er Jahre wichtige Forschungsergebnisse. In einem Abkommen von 2007 zwischen Japan und Europa wurde die Modernisierung des japanischen Reaktors vereinbart. Das JT-60-Gebäude wurde beibehalten, während der Reaktor zu einem nicht genannten Preis neu gebaut wurde. Japan erhielt zudem zwei weitere kleine Fusionsforschungsanlagen – Europa dafür Iter.
Einschränkungen bei der Fusionsanlage in Japan
Wie bei vielen Fusionsprojekten kam es auch bei JT-60SA zu erheblichen Verzögerungen, die den Zeitplan auf mehr als 15 Jahre ausdehnten. Ursprünglich sollte der Reaktor im Jahr 2016 in Betrieb gehen.
Für JT-60SA gibt es eine Einschränkung: Für die dortigen Experimente kann nur das Wasserstoffisotop Deuterium verwendet werden, nicht aber Tritium – eine dritte Form von Wasserstoff, die teuer, knapp und radioaktiv ist. Tritium gilt als die effizienteste Option für die Energieerzeugung. Daher wird am Iter geplant, ab 2035 Deuterium-Tritium-Brennstoff zu verwenden.
Bis 2050 hofft Japan auch auf den Bau von Demo, einem geplanten Demonstrationskraftwerk, das ein Sprungbrett von der Forschung in JT-60SA und Iter zur kommerziellen Fusionsenergie darstellen würde.
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