Kernfusion: Sphärischer Tokamak erhält Plasmastabilisierung
Ein Forschungsteam der britischen Atombehörde UKAEA(öffnet im neuen Fenster) , die für die Erforschung der Kernenergie zuständig ist, hat zum Abschluss einer wissenschaftlichen Kampagne an einem sphärischen Tokamak bekanntgegeben, dass der bisher stabilste Plasmafluss erreicht werden konnte. Das gelang durch den Einsatz zusätzlicher kleiner Magnetspulen, die den gefürchteten Instabilitäten des Plasmastroms erfolgreich entgegengewirkt haben.
Solche Unregelmäßigkeiten, die die Temperatur oder Dichte des Plasmas betreffen können, führen zu Instabilitäten des Teilchenflusses. Dadurch besteht die Gefahr, dass der magnetische Einschluss des zukünftig 100 Millionen Grad heißen Fusionsbrennstoffs versagt und den zugehörigen Fusionsreaktor beschädigt. Mindestens jedoch verhindert dieses Verhalten des Plasmas, dass die nötige Temperatur stabil aufrechterhalten werden kann für eine tatsächliche Energieerzeugung.
Fusionsreaktor mit veränderter Form
Entsprechend wird die Bedeutung der Plasmakontrolle für den sphärischen Tokamak hervorgehoben. James Harrison, Leiter des Forschungsteams, bezeichnet die Ergebnisse als bedeutenden Beweis dafür, dass die Kontrollmechanismen des normalen Tokamaks auch auf einen sphärischen Tokamak übertragbar sind.
Anders als zum Beispiel beim Projekt Iter(öffnet im neuen Fenster) , wo das eingeschlossene Plasma am ehesten an die Form eines Donuts erinnert, soll im sphärischen Tokamak ein flacherer Plasmastrom erzeugt werden. Zumindest in der Theorie soll der Einschluss in dieser Form technisch einfacher zu realisieren sein.
Die Forschungen in Großbritannien zielen darauf, in etwa 20 Jahren einen funktionstüchtigen Fusionsreaktor in dieser Form gebaut zu haben, der dann bereits zur Energiegewinnung eingesetzt werden kann. Das zugehörige Projekt nennt sich deshalb ganz konsequent Step(öffnet im neuen Fenster) für Spherical Tokamak for Energy Production.
Forschungen noch am Anfang
Weitere Fortschritte bei der Arbeit am sphärischen Tokamak wurden ebenfalls vermeldet. Die Kontrolle der Plasmaabgase, die zur Regulierung der Temperatur und damit auch zur Stabilisierung des Plasmas dient, wurde verbessert. Außerdem konnte die Energieeinspeisung auf 3,8 Megawatt gesteigert werden.
Das ist allerdings nur ein Bruchteil des Energieeintrags, den bisherige Versuchsreaktoren mit der üblichen Form eines Tokamak bereits erreicht haben. Insgesamt ist die Erforschung der sphärischen Tokamakkonstruktion nicht so weit fortgeschritten. Diesen Rückstand hofft man durch die schlussendlich einfachere Bauweise aufholen zu können.