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Institut für Energie- und Klimaforschung

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Fusion meets Chaotic Dynamics

11. April 2011 - Unter dem Motto "Fusion meets Chaotic Dynamics" diskutierten Mitte April in Jülich bereits zum fünften Mal seit 2003 etwa 60 Wissenschaftler aus aller Welt neue Ansätze, wie die durch Fusion von Wasserstoffkernen freigesetzte Energie aus dem über 100 Millionen Grad heißen Plasma besser ausgekoppelt und nutzbar gemacht werden kann.

Spätere Fusionskraftwerke müssen nicht nur über extrem belastbare Wandmaterialien der Brennkammer verfügen, auch das Randschichtplasma bedarf für seinen Kontakt mit der Ersten Wand der Optimierung und Kontrolle: Materialstandzeiten werden entscheidend sein für den Erfolg dieser neuen Form von CO2-freier und grundlastfähiger Primärenergie.

Im Mittelpunkt der vom 11. bis zum 14. April 2011 dauernden Tagung unter dem Vorsitz von Dr. Oliver Schmitz vom Institut für Energie- und Klimaforschung – Plasmaphysik stehen aktuelle Entwicklungen rund um die "Stochastischen Fusionsplasmen" – kurz SFP. Das Forschungszentrum Jülich als Gastgeber der Konferenz "SFP 2011" verfügt über international anerkannte Kompetenz nicht nur auf dem Feld der Materialentwicklung für die Innenwand von Kernfusionsbrennkammern. Auch die Entwicklung von Methoden und Werkzeugen, die Plasmarandschicht zu kontrollieren, wurde durch Jülicher Wissenschaftler in jüngster Zeit voran getrieben.

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Zum fünften Mal im großen Hörsaal des Forschungszentrums: Workshop on Stochasticity in Fusion Plasmas".

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Teilnehmer der Jülicher SFP-Tagung 2011.

Hintergrund

Um Energie aus Kernfusion liefern zu können, muss das über 100 Millionen Grad heiße Fusionsplasma gegenüber seiner Umgebung einerseits extrem gut wärmeisoliert werden. Andererseits müssen die dennoch unvermeidlichen Wärmeverluste bei der Abfuhr der Fusionsendprodukte verträglich mit den Anforderungen der materiellen Wand realisiert werden. Ein innovatives Konzept hierfür ist die Kontrolle des Teilchen- und Energietransports am Plasmarand mittels chaotischer magnetischer Felder. Diese Methode hat das Potenzial, sowohl unerwünschte Wärmeverluste eines Fusionsreaktors durch Turbulenz des Plasmas zu reduzieren als auch gleichzeitig die räumliche Verteilung der abgeführten Wärmelasten zu kontrollieren und zu optimieren. Der am Jülicher Fusionsexperiment TEXTOR seit 2003 betriebene "Dynamische Ergodische Divertor" (DED) ist ein weltweit einzigartiges Pionierexperiment, das zu diesem Zweck geeignete chaotische Magnetfelder erzeugt und detaillierte Studien der hier entstehenden "stochastischen" Randschichtplasmen erlaubt.

Jülicher Wissenschaftler konnten mit diesem experimentellen Werkzeug nicht nur an TEXTOR, sondern auch im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit am US-Tokamak DIII-D in San Diego und am weltweit zurzeit größten Fusionsexperiment – dem Joint European Torus (JET) in Großbritannien – zeigen, dass chaotische Magnetfelder Instabilitäten am Rand des Fusionsplasmas kontrollieren und sogar ganz verhindern können. Diese Ergebnisse sind von großer Wichtigkeit für spätere Fusionskraftwerke: Unregelmäßige und stoßartige Wärmebelastungen – so genannte Edge Localized Modes (ELMs) – reduzieren nämlich die Lebensdauer der Wandkomponenten und stellen damit einen limitierenden Faktor für die Wirtschaftlichkeit der Fusion als Energiequelle dar. Die weltweiten Arbeiten, die diese Woche in Jülich vorgestellt werden, können dies verhindern.

Website der Tagung: www.fz-juelich.de/sfp

Kontakt

fusion@fz-juelich.de


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