Innovativer "Auspuff" bringt wichtigen Durchbruch bei Fusionsreaktor

Fusionsreaktoren scheinen seit Jahrzehnten in Reichweite, sind aber immer noch nicht marktreif. Jetzt wollen britische Wis­sen­schaft­ler einen großen Durchbruch erzielt haben, der vor al­lem ei­nen wich­ti­gen Faktor entscheidend verbessert: die Wirt­schaft­lich­keit ei­ner sol­chen Anlage.

Für den Durchbruch von Fusion wichtige: die Kosten-Nutzen-Rechnung

Die technischen Anforderungen an einen Fusionsreaktor sind klar: Es muss mehr Energie entstehen, als zum Start der Reaktion eingesetzt wird. Versuche zeigen wiederholt, dass dieses Ziel zu erreichen ist, ab Mitte der 20er Jahre soll der internationale Versuchs-Kernfusionsreaktor ITER in Frankreich endgültig zeigen, wie ein solcher Prozess im Kraftwerksmaßstab gelingen kann. Aus Großbritannien kommt jetzt ein Beitrag zur Entwicklung der weit verbreiteten Tokamak-Technologie, der für eines der - im wahrsten Sinne des Wortes - brennendsten Probleme eine entscheidende Lösung bringen könnte.

"Eine zentrale Herausforderung, um Tokamaks ans Stromnetz zu bringen, ist die Abfuhr der überschüssigen Wärme, die bei Fusionsreaktionen entsteht", so die Wissenschaftler der UK Atomic Energy Authority (UKAEA) in ihrem Bericht. Das bis zu 100 Millionen Grad heiße Plasma, das bei der Fusion genutzt wird, sorgt trotz ausgeklügelter Eindämmung durch ein Magnetfeld bisher für sehr großen Verschleiß. "Ohne ein Abgassystem, das mit dieser großen Hitze umgehen kann, müssen die Materialien regelmäßig ausgetauscht werden - was die Betriebsdauer eines Kraftwerks erheblich beeinträchtigt", so die Wissenschaftler.
Der Super-X Divertor... ...wirkt wie eine verlängerter Auspuff... ...und bringt echte Vorteile Genau hier will man am MAST Upgrade Versuchsreaktor in Culham nahe Oxford jetzt erfolgreich einen "innovativen Auspuff" für Fusionsreaktoren getestet haben, der alle bisherigen Methoden deutlich schlägt: den "Super-X Divertor". Solche Divertoren sind schon immer fester Bestandteil des Tokamak-Aufbaus, durch eine geschickte Anordnung von Ausweichkammern und Lenkung von Hitzeströmen soll das System aber im Vergleich "mindestens eine zehnfache Reduktion der Hitze an wichtigen Komponenten" leisten können.

Der nächste Schritt ist STEP

Die UKAEA leistet mit dem Durchbruch, dem fast ein Jahrzehnt intensive Forschungsarbeit vorausgegangen waren, auch wichtige Vorarbeit für die weiteren Vorhaben. Bis 2040 soll unter dem Namen STEP der Prototyp eines Fusionskraftwerks entstehen. "Der Erfolg des Super-X-Divertors ist ein enormer Schub für die Ingenieure, die das STEP-Gerät entwerfen", so die Projektleitung.