[ziesell]

Bei 100 Millionen Grad: Fusionsreaktor erhält Plasmastabilität für fast eine Minute

Das Team des Fusionsforschungsreaktors KSTAR hat die eigene Rekordmarke deutlich überboten.



In Südkorea ist ein neuer Rekord in der Fusionsforschung aufgestellt worden. Von den Erkenntnissen könnte auch der internationale Versuchsreaktor Iter profitieren.

Am Korea Superconducting Tokamak Advanced Research Reaktor (KSTAR) gelang es, ein Plasma mit einer Ionentemperatur von 100 Millionen Grad 48 Sekunden lang zu erhalten, wie das Korea Institute of Fusion Energy (KFE) berichtete.

Außerdem sei der Hocheinschlussmodus (High-Confinement Mode, H-Mode) für 102 Sekunden erreicht worden. Bisher war das nur wenige Sekunden möglich. Dieser Zustand ist wichtig für die Aufrechterhaltung eines Plasmas mit hoher Temperatur und hoher Dichte.

Die Reaktorkammer wurde verbessert

Der Rekord wurde in der Plasmakampagne von Dezember 2023 bis Februar 2024 erzielt. Er wurde laut KFE möglich durch Verbesserungen in der Reaktorkammer: Im vergangenen Jahr wurden Divertoren aus Kohlenstoff durch solche aus Wolfram ersetzt. Bei den Wolfram-Divertoren sei die Oberflächentemperatur bei ähnlicher Wärmebelastung nur um 25 Prozent angestiegen. Dies biete "erhebliche Vorteile für Langpulsbetrieb mit hoher Heizleistung".

Eine weitere Modifikation ermöglicht es, Schwächen am Rand des Plasmas zu stabilisieren, die durch winzige Defekte in den Magnetspulen verursacht werden, die das Plasma an seinem Platz halten. Diese Verbesserung, die KFE-Forscher zusammen mit Kollegen des Princeton Plasma Physics in der Fachzeitschrift Nature Communications beschrieben, ermöglichten den 102 Sekunden langen H-Mode.

"Obwohl es sich um das erste Experiment in der Umgebung mit den neuen Wolfram-Divertoren handelte, konnten wir dank gründlicher Hardwaretests und Kampagnenvorbereitung in kurzer Zeit Ergebnisse erzielen, die die bisherigen KSTAR-Rekorde übertreffen", sagte KSTAR-Direktor Si-Woo Yoon. "Um das endgültige Ziel des KSTAR-Betriebs zu erreichen, planen wir, die Leistung der Heiz- und Stromantriebsgeräte schrittweise zu verbessern und auch die Kerntechnologien zu sichern, die für den Langpuls-Hochleistungsplasmabetrieb erforderlich sind."

2018 wurde im KSTAR erstmals ein 100 Millionen Grad heißes Plasma erzeugt. 2021 wurde an dem Reaktor der Rekord aufgestellt, ein Plasma mit einer Ionentemperatur von 100 Millionen Grad über 30 Sekunden zu erhalten. Ziel des Teams ist, ein Plasma mit einer Ionentemperatur von mehr als 100 Millionen Grad über einen Zeitraum von 300 Sekunden zu erreichen.

Von den Verbesserungen am KSTAR soll auch der Fusionsforschungsreaktor Iter, der in Cadarache in Südfrankreich gebaut wird, sowie das spätere Demonstrationskraftwerk Demo profitieren.

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