Wendelstein 7-X erzeugt erstes Wasserstoff-Plasma

  • 04. February 2016

Beginn des wissenschaftlichen Experimentierbetriebs.

Gestern wurde in der Fusionsanlage Wendelstein 7-X im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Greifswald das erste Wasserstoff-Plasma erzeugt. Damit hat – nach dem Start der Anlage mit einem Helium-Plasma Anfang Dezember 2015 – der wissen­schaftliche Experimentier­betrieb an der weltweit größten Fusions­anlage vom Typ Stella­rator begonnen.

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Abb.: Das erste Wasserstoff-Plasma in Wendelstein 7-X. Es dauerte eine Viertel Sekunde und erreichte – bei moderater Plasmadichte – eine Temperatur von rund 80 Millionen Grad Celsius. (Eingefärbtes Schwarz-Weiß-Foto) (Bild: IPP)

Seit dem Betriebsstart am 10. Dezember 2015 hat Wendel­stein 7-X mehr als 300 Ent­ladungen mit dem Edelgas Helium erzeugt. Sie wurden vor allem zum Reinigen des Plasma­gefäßes genutzt. Je sauberer die Gefäßwand, desto höher stieg die Plasma­temperatur, zuletzt bis auf sechs Millionen Grad. Außerdem wurden Plasma­heizung und Daten­aufnahme getestet sowie die ersten Mess­apparaturen zur Untersuchung des Plasmas in Betrieb genommen, komplexe Instrumente wie Röntgen­spektrometer, Inter­ferometer, Laser­streuungs- und Video­diagnostik. „Damit ist alles bereit für den nächsten Schritt“, erklärte Projektleiter Professor Dr. Thomas Klinger: „Wir wechseln von Plasmen aus Helium zu Wasserstoff, unserem eigentlichen Untersuchungs­objekt“.

Das erste Wasserstoff-Plasma – eingeschaltet am 3. Februar 2016 im Rahmen eines Festakts mit zahlreichen Gästen aus Wissen­schaft und Politik – markiert den Beginn des wissen­schaftlichen Experimentier­betriebs an Wendelstein 7-X. Auf Knopfdruck von Bundeskanzlerin Dr. Angela Merkel verwandelte ein 2-Megawatt-Puls der Mikro­wellenheizung eine winzige Menge Wasserstoff-Gas in ein ultradünnes, extrem heißes Wasserstoff-Plasma mit vollständig ionisierten Atomen. Im magnetischen Käfig von Wendelstein 7-X eingeschlossen, schweben 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“, sagt Dr. Hans-Stephan Bosch, dessen Bereich für den Betrieb von Wendel­stein 7-X zuständig ist.

Die jetzt begonnene Experimentier­phase wird bis Mitte März dauern. Danach wird das Plasma­gefäß geöffnet, um Kohlenstoff­kacheln zum Schutz der Gefäßwände zu montieren und einen sogenannten „Divertor“ zum Abführen von Verun­reini­gungen: „So ausgerüstet, werden höhere Heiz­leistungen, höhere Tempe­raturen und längere Ent­ladungen bis zu zehn Sekunden möglich“, erläutert Professor Klinger. Stufenweise sind weitere Ausbauten geplant, bis in etwa vier Jahren 30 Minuten lange Entladungen erzeugt werden können und bei voller Heizleistung von 20 Megawatt überprüft werden kann, ob Wendelstein 7-X seine Opti­mie­rungs­ziele erfüllt.

IPP / Isabella Milch / LK

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