Neue Erkenntnisse zur Kernfusion

Erste Beobachtung von Alpha-Heating stärkt Vertrauen in künftige Fusionskraftwerke

16. Oktober 2023

In der Versuchskampagne DTE2 im Joint European Torus (JET) im britischen Culham erforschte das EUROfusion-Konsortium 2021 die extremen Bedingungen, die im Rahmen des internationalen Fusionsenergieforschungsprojekts ITER und in zukünftigen Fusionskraftwerken erwartet werden. Jülicher Fusionsforscher sind seit den Anfängen von JET vor über 40 Jahren an dem Projekt beteiligt. Die Ergebnisse der Kampagne gaben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler anlässlich der heute startenden 29. IAEA Fusion Energy Conference in London bekannt.

Bei JET handelt es sich um einen Tokamak-Reaktor: Die donutförmige Anlage nutzt Magnetfelder, um das Plasma einzuschließen und so die Fusion von Wasserstoffisotopen zu Helium und die Freisetzung von Fusionsenergie zu ermöglichen. Dabei erreicht die im Inneren des Magnetkäfigs schwebende Plasmawolke Temperaturen von 150 Millionen Grad Celsius – zehnmal heißer als der Kern der Sonne.

Zu den wichtigsten Ergebnissen der Versuchskampagne gehört die erste detaillierte Beobachtung des Fusionsbrennstoffs, der sich durch das sogenannte Alpha-Heating selbst heiß hält. Bei diesem Prozess übertragen hochenergetische Heliumkerne (Alphateilchen) aus der Fusionsreaktion ihre Wärme auf das umgebende Brennstoffgemisch und halten so den Fusionsprozess in Gang.

Fusionsexperten des Forschungszentrums Jülich erforschten im Rahmen der Versuchskampagne Kontrolltechniken zum Schutz der Reaktorwände. Der sogenannte Divertor ist der einzige Teil des Tokamak-Reaktors, der in direkten Kontakt mit dem heißen Brennstoff kommt und intensiveren Bedingungen standhalten muss als Raumschiffe beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre. Darüber hinaus testeten die Jülicher Forscherinnen und Forscher Möglichkeiten zur effizienten Rückgewinnung des in den Wänden der Anlage absorbierten Tritiumbrennstoffs – essenziell für den Betrieb und die Stilllegung von Fusionsanlagen am Ende ihrer Lebensdauer.

Die von den Forschern vorgelegten Ergebnisse werden für die Auslegung und den Betrieb künftiger Fusionsversuchsanlagen wie ITER und DEMO von entscheidender Bedeutung sein.

Originalpublikation: Nuclear Fusion, Tritium removal from JET-ILW after T and D–T experimental campaigns,
DOI 10.1088/1741-4326/acf0d4

Weitere Informationen

Press release EUROfusion

First observation of how fusion keeps itself hot

Researchers from the EUROfusion consortium announced scientific results from their record-breaking experimental campaign at the Joint European Torus (JET) fusion facility in 2021. These results, announced at the 29th IAEA Fusion Energy Conference in London, include the first direct observations of alpha heating, the process by which the fusion reaction can keep its fuel hot.

Institut

Institut für Energie- und Klimaforschung: Plasmaphysik

Wir sind Teil einer weltweit vernetzten gemeinsamen Anstrengung, Kraftwerke auf der Basis von Kernfusion zu realisieren. Wir wollen den Prozess, mit dem die Sonne und andere Sterne ihre Energie erzeugen, auch auf der Erde in Gang setzen und damit eine sichere, umweltfreundliche und langfristig zur Verfügung stehende Energieversorgung entwickeln.

Konferenz

29th IAEA Fusion Energy Conference

The International Atomic Energy Agency (IAEA) fosters the exchange of scientific and technical results in nuclear fusion research and development through its series of Fusion Energy Conferences. The 29th Fusion Energy Conference (FEC 2023) aims to provide a forum for the discussion of key physics and technology issues as well as innovative concepts of direct relevance to the use of nuclear fusion as a future source of energy.

Pressemitteilung

40 Jahre JET

EUROfusion feiert den 40. Jahrestag des Joint European Torus (JET) – ein wichtiger Meilenstein für den weltweit größten und fortschrittlichsten Tokamak-Fusionsreaktor, der immer wieder Rekorde aufgestellt und unser Verständnis der Fusionsforschung vorangetrieben hat. Das Forschungszentrum Jülich ist seit Beginn des JET-Experiments mit wissenschaftlichen und technischen Beiträgen an dem Projekt beteiligt.