Forschungszentrum Jülich - Forschen in Jülich 3_2012

3|2012 Forschen in Jülich 17 FORSCHUNG IM ZENTRUM | Fusion auch über das Plasma: Welche Verunrei- nigungen hat es? Wie heiß ist es?“, führt Litnovsky aus. Kameras und Messgeräte direkt in die Wand der Kammer einzubau- en, wäre bei ITER aussichtslos: Die ent- stehenden Neutronen würden die Licht- faser der Geräte sofort trüben. Litnovsky benutzt als Spiegel haupt- sächlich etwa 2 Zentimeter große kreis- runde Scheiben aus dem Metall Molyb- dän. Sein größtes Problem bisher: „Sie laufen schnell an, weil sich Schmutz auf ihnen absetzt. Denn im Reaktorbetrieb entstehen immer auch Verunreinigun- gen.“ Daher haben die Forscher einen Kanal vorgeschaltet, durch den das Licht seinen Weg zum Spiegel findet. Eine Schutzklappe versperrt den Kanal. „Erst ein vom Plasma erzeugtes Magnetfeld aktiviert das Öffnen der Schutzklappe“, erklärt Litnovsky. „Während das Plasma zündet und die meisten Verunreinigungs- teilchen mobil sind, ist die Klappe hinge- gen geschlossen.“ Zusätzlich sind in dem Kanal mechanische Hindernisse einge- baut, sogenannte Aperturen, die Verun- reinigungsteilchen wegreflektieren, so- dass ihr Weg zum Spiegel erschwert ist. So werden die Spiegel geschont. Im Moment testet der Forscher das System im US-amerikanischen For- schungsreaktor DIII-D in San Diego. In Kürze werden Experimente in den Ver- suchsreaktoren TEXTOR in Jülich und in ASDEX Upgrade in Garching starten. Spä- ter muss es sich auch in JET bewähren. :: Port-Plugs: Untersuchung des Plasmas Port-Plugs sind Einschübe in das Vakuum- gefäß von ITER. Forscher aus Jülich, Karls- ruhe, den Niederlanden, Großbritannien und Ungarn entwickeln die Komponenten für den CXRS-Port-Plug. Dieses Mess- system erlaubt die Untersuchung der Plas- matemperatur und -zusammensetzung und der Dichte der „Fusionsasche“ (Helium). Hierzu wird ein hochenergetischer Teil- chenstrahl ins Plasma eingestrahlt und das dadurch erzeugte sichtbare Licht unter- sucht. Der Jülicher Fokus liegt auf dem CXRS-Spiegelsystem, das das erzeugte Licht aus dem Plasma lenkt und für weitere Analysen verfügbar macht, sowie auf der Entwicklung der zugehörigen mechani- schen Komponenten. Ventil zur Vermeidung von Plasma-Abbrüchen Wenn das Plasma zusammenbricht (Dis- ruption), gibt es seine gesamte Energie schnell an die Wände der Brennkammer ab und schädigt diese dadurch lokal. Eine ra- sche Zufuhr von Gas kann die Plasmaener- gie jedoch in Lichtenergie umwandeln. Dadurch wird sie gleichmäßig verteilt ab- gegeben und eine beginnende Disruption abgemildert (Strahlungskühlung). Jülicher Forscher entwickeln und testen ein Ventil, das schnell genug Gas einlassen kann. Ein möglicher Platz für das Ventil sind die Port-Plugs (siehe 1). Material des Divertors Über den Divertor wird das bei der Fusion entstehende Helium sowie ein Teil der Wär- me aus dem Plasma abgeführt. Hierfür wer- den hochbelastbare Komponenten und Ma- terialien benötigt. Jülicher Forscher haben Divertormodule aus massivem Wolfram entwickelt, die sie im Fusionsexperiment JET in Großbritannien testen. Ähnliche Mo- dule sollen auch Teil von ITER werden. Um den Divertor weiter zu optimieren, entwi- ckeln und verwenden die Wissenschaftler numerische Modelle, mit deren Hilfe sie die Geometrie der Divertorplatten verbessern und die Helium-Abfuhr maximieren wollen. Messmethode zur Wandüberprüfung Ein kleiner Teil des Fusionsbrennstoffs Tri- tium wird in die Wand der Brennkammer eingelagert und in abgetragenes Wandma- terial. Jülicher Forscher entwickeln und testen verschiedene lasergestützte Mess- verfahren, um diese Tritium-Menge zu be- stimmen. Sie erarbeiten auch den Einsatz von austauschbaren Testoberflächen in der ITER-Wand für Langzeitbeobachtungen der Materialabtragung und Wiederablagerung. Jülicher Hotspots ITER-Projekte des Forschungszentrums 4 3 2 1 Jülicher Fusionsforschung Institut für Energie- und Klimaforschung

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