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Wendelstein 7-X: Erstes Wasserstoff-Plasma im Greifswalder Stellerator erzeugt

Die Fusionsanlage Wendelstein 7-X in Greifswald hat im Februar den ersten Test zur Erzeugung von Wasserstoff-Plasma erfolgreich bestanden. Dabei wurde für eine Viertel-Sekunde lang Wasserstoff-Plasma mit einer Temperatur von 80 Millionen Grad berührungsfrei in der Plasma-Kammer geführt.

IPP Bildquelle: © IPP

Koloriertes Bild des Plasmas in der Plasma-Kammer.

Der Versuch im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) stellt einen weiteren Schritt in der geplanten Testfolge dar, an deren Ende, in etwa vier Jahren, 30 Minuten lange Entladungen erzeugt werden sollen. Bei einer Heizleistung von dann 20 Megawatt wird abschließend überprüft, ob Wendestein 7-X die gesteckten Optimierungsziele erfüllt hat. Wendelstein 7-X soll selbst keine Energie erzeugen, sondern beweisen, dass Stelleratoren für den Kraftwerksbetrieb tauglich sind. Sie haben theoretisch gegenüber Fusionsanlagen nach dem Tokamak-Prinzip (z.B. dem ITER im französischen Cadarache) auch ohne aufwändige Zusatzmaßnahmen die Fähigkeit zum Dauerbetrieb.

Seit dem 10. Dezember 2015 hat Wendelstein 7-X über 300 Entladungen mit Helium durchgeführt. Diese dienten vor allem der Reinigung des Plasmagefäßes. Ferner wurden die die Plasmaheizung und die Datenaufnahme, sowie Messapparaturen zur Plasmauntersuchung und Instrumente wie Röntgenspektrometer, Interferometer, Laserstreuungs- und Videodiagnostik in Betrieb genommen und getestet.

Ein 2-Megawatt-Puls der Mikrowellenheizung verwandelte eine kleine Menge Wasserstoff-Gas in ein ultradünnes, extrem heißes Wasserstoff-Plasma. Dabei lösten sich die Elektronen von den Kernen der Wasserstoffatome. Im magnetischen Käfig von Wendelstein 7-X eingeschlossen, schwebten die geladenen Teilchen berührungsfrei vor den Wänden der Plasmakammer. »Mit einer Temperatur von 80 Millionen Grad und einer Dauer von einer Viertel-Sekunde hat das erste Wasserstoff-Plasma in der Maschine unsere Erwartungen vollständig erfüllt«, sagte Dr. Hans-Stephan Bosch, zuständig für den Betrieb von Wendelstein 7-X.

Nach Abschluss der jetzigen, bis Ende März dauernden Experimentierphase wird das Plasmagefäß geöffnet, Kohlenstoffkacheln zum Schutz der Gefäßwände montiert und ein sogenannter »Divertor« zum Abführen von Verunreinigungen installiert. »So ausgerüstet, werden höhere Heizleistungen, höhere Temperaturen und längere Entladungen bis zu zehn Sekunden möglich«, sagt Professor Klinger.