Kernfusion: Wendelstein 7-X funktioniert nach Plan

Die Abweichungen sind minimal: Forscher haben das Magnetfeld in der Plasmakammer des Fusionsreaktors Wendelstein 7-X untersucht. Sie haben herausgefunden, dass die komplexe Anlage genau so funktioniert, wie sie geplant wurde.

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Experimentelle Visualisierung einer Feldlinie auf einer magnetischen Oberfläche
Experimentelle Visualisierung einer Feldlinie auf einer magnetischen Oberfläche (Bild: Nature Communications)

Die Fusionsanlage Wendelstein 7-X in Greifswald arbeitet genau so, wie sie soll. Das haben Wissenschaftler aus Deutschland und den USA herausgefunden, die das Magnetfeld des Wendelstein 7-X untersucht haben. Vor einem Jahr wurde dort erstmals Plasma erzeugt.

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Wendelstein 7-X ist ein Großexperiment der Max-Planck-Gesellschaft, an dem Plasma erzeugt wird. Die Erkenntnisse, die dort gewonnen werden, sind wichtig für die Fusionsforschung. Wendelstein ist ein Stellarator. Bei diesem Reaktortyp wird ein komplexeres Magnetfeld erzeugt als in einem Tokamak. Tokamak ist der verbreitetere Fusionsreaktortyp - der Forschungsreaktor Iter in Südfrankreich wird ein Tokamak.

50 Magnetspulen erzeugen ein Feld

Der Stellarator ist ein wulstartiger Ring mit einem Durchmesser von 16 Metern, der von einer komplizierten Struktur von 50 supraleitenden Magnetspulen umgeben ist. Sie erzeugen ein Magnetfeld, das das Plasma hält. Das Feld ist ringförmig und noch einmal in sich verdreht. Für ein derart komplex geformtes Magnetfeld bedarf es besonders geformter Spulen. Sie sehen aus wie zerquetschte Ringe und erinnern an moderne Skulpturen.

  • Der Stellarator Wendelstein 7-X in Greifswald. (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
  • Der große Moment: Wird alles klappen? (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
  • Vor dem Start des Countdowns: Anspannung in der Glocke, von wo aus der Stellarator gesteuert wird. (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
  • Institutsleiter Thomas Klinger fordert das Publikum auf, die letzten zehn Sekunden laut mitzuzählen (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
  • Premiere gelungen: Die Kameras im Stellarator haben das Heliumplasma aufgenommen. (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
  • Auf den Erfolg darf angestoßen werden: Klinger, Betriebsdirektor Stefan Bosch und Sibylle Günter, die wissenschaftliche Direktorin (von links). (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
  • Die Stellaratorhalle wird mit meterdicken Betontüren verschlossen. (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
  • Blick auf das Außengefäß des Stellarators. (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
  • Viel ist nicht zu erkennen. (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
  • Die supraleitenden Magnete sind ohnehin im Außengefäß verborgen. Vor der Tür des Instituts steht ein Modell. (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
  • Modell eines Moduls des Stellarators. Er besteht aus fünf dieser Module, die fast identisch sind. (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
Der Stellarator Wendelstein 7-X in Greifswald. (Foto: Werner Pluta/Golem.de)

Dass die Anlage funktioniert, haben die Forscher des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik (IPP) bereits bewiesen: Das erste Helium-Plasma wurde im Dezember 2015 erzeugt, das erste Wasserstoffplasma im Februar. Jetzt hat eine Gruppe von Forschern um Sam Lazerson vom Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) nachgewiesen, dass das Magnetfeld genau so funktioniert wie vorgesehen. Das PPPL ist eine Forschungseinrichtung des US-Energieministeriums und hat fünf Magnetspulen für den Wendelstein 7-X gebaut.

Der Stab leuchtet

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Um das Magnetfeld zu vermessen, gaben sie einen Elektronenstrahl in den Stellarator. Der bewegte sich entlang der Feldlinie durch das Plasmagefäß. Mit einem fluoreszierenden Stab lässt sich der Strahl sichtbar machen: Trafen die Elektronen auf den Stab, entsteht ein Leuchtpunkt. Der Stab wurde in der Kammer geschwenkt und machte so das in sich verdrehte Magnetfeld sichtbar.

Das Feld zeigte die erwartete Form. Die "sorgfältig abgestimmte Topologie der verschachtelten magnetischen Oberflächen, die für eine gute Einschließung benötigt wird", sei verwirklicht worden, schreiben die Forscher in einem Aufsatz in der Fachzeitschrift Nature Communications. Die Abweichungen seien kleiner als 1:100.000.

Das bedeutet auf eine Strecke von 100 Metern eine Abweichung von einem Millimeter. Eine solche Genauigkeit habe es bisher weder beim Bau einer Fusionsanlage gegeben noch bei der Messung einer magnetischen Topologie. Die Messungen fanden bereits vor der Inbetriebnahme des Wendelstein 7-X im vergangenen Dezember statt. Die Ergebnisse wurden aber erst jetzt veröffentlicht.

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Moe479 07. Dez 2016

der effekt der hier genutzt werden soll ist, dass um ²H(Deuterium) fusioniert mit ³H...

Anonymer Nutzer 07. Dez 2016

Na ja, in England werden auch gern mal rückwirkend Gesetze geändert... das ist an sich...

CopyUndPaste 07. Dez 2016

Das ist tatsächlich hilfreich, danke. :)

DerVorhangZuUnd... 07. Dez 2016

Vorsicht... Wenn es dem Nachbarn auf den Sack geht, stellt der u.U. am Sonntag-Mittag...



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