Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Letzte Stahlnaht an Wendelstein 7-X geschlossen

04.06.2013
Kern der Fusionsanlage fertig gestellt / schwieriges Montage-Kapitel erfolgreich beendet

Die letzte offene Naht an der stählernen Außenhaut der Fusionsanlage Wendelstein 7-X wurde vergangene Woche geschlossen. Der Kern der Forschungsapparatur, die 2014 im Teilinstitut Greifswald des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik (IPP) in Betrieb gehen wird, ist damit im Rohbau fertig.


Präzisionsarbeit: In der Plasmakammer wird einer von über 250 Stutzen angeschweißt
(Foto: IPP, Anja Ullmann)

Ziel der Fusionsforschung ist es – ähnlich wie die Sonne – aus der Verschmelzung von Atomkernen Energie zu gewinnen. Um das Fusionsfeuer zu zünden, muss in einem späteren Kraftwerk der Brennstoff, ein Wasserstoffplasma, in Magnetfeldern eingeschlossen und auf Temperaturen über 100 Millionen Grad aufgeheizt werden. Wendelstein 7-X, die nach der Fertigstellung weltweit größte Fusionsanlage vom Typ Stellarator, hat die Aufgabe, die Kraftwerkseignung dieses Bautyps zu untersuchen. 70 große supraleitende Magnetspulen sollen dazu im Dauerbetrieb einen besonders stabilen und wärmeisolierenden magnetischen Käfig für das Plasma erzeugen.

Montiert wird die kreisförmige Anlage in fünf nahezu baugleichen Modulen: Jeweils ein Fünftel des Plasmagefäßes, auf das 14 Magnetspulen aufgefädelt sind, ist von einer stählernen Außenhülle umschlossen – insgesamt ein Gewicht von 120 Tonnen. Wie Tortenstücke auf dem Maschinenfundament zusammengestellt, formen die fünf Module einen stählernen Ring, aus dem zahlreiche Anschluss-Stutzen ragen. Sie verbinden die Öffnungen der Plasmakammer durch den Spulenbereich hindurch mit dem Außengefäß. Später werden hier Messgeräte, Pumpen und Heizapparaturen angeschlossen.

Der 254te und damit letzte Stutzen wurde am 28. Mai 2013 millimetergenau zwischen Plasma- und Außengefäß eingeschweißt. Gut zwei Jahre hat die aufwändige Stutzenmontage gedauert. Vorausgegangen war eine ebenso lange Testphase – „eine riesige Lernübung“, so Montageleiter Dr. Lutz Wegener, während der die Methoden zum exakten Positionieren und Verbinden der vielgestaltigen Stutzen mit dem bizarr geformten Plasmagefäß entwickelt wurden. Eine der vielen Herausforderungen: Weil Edelstahl beim Schweißen an der Nahtstelle unweigerlich schrumpft, verformen sich die Teile und ändern ihre Position. Auch beim Verschweißen der fünf Anlagenmodule miteinander war dies zu berücksichtigen: Rechnungen und Tests während der Montageplanung hatten hier pro Naht bis zu acht Millimeter Verzug erwarten lassen – untragbar, weil so die Stutzen und mit ihnen später die angeschlossenen Messgeräte an die falsche Stelle im Plasma schauen würden.

Die Lösung: Das anzuschweißende Modul wurde – per Laser-Tracker genau vermessen – auf Gleitlagern etwa acht Millimeter von seinem fest fixierten Gegenüber weggeschoben. Damit sich nichts gegeneinander verzieht, begannen anschließend mehrere Schweißer zugleich, die beiden Nahtlücken sowohl der Plasmakammer als auch der Außenhülle zu schließen. Für die zusammen rund 40 Meter langen, mehrlagigen Nähte brauchten die Spezialisten der Firma MAN-Diesel-Turbo mehrere Wochen, während derer sich das tonnenschwere Modul – dem Schrumpf folgend – in Zehntelmillimeter-Schritten langsam wieder in seine Ausgangslage zurückzog. „Es ist eine wirkliche Kunst, so ein großes und schweres Bauteil beim Schweißen in die richtige Richtung zu lenken“, sagt Karsten Liesenberg, der für die Konzeption der Gefäßmontage verantwortlich ist: „Zeigten die Laser-Tracker, dass das Modul nicht exakt parallel herangezogen wird, haben die Schweißer schon mal auf die gegenüber liegende Seite der Naht gewechselt, damit das Teil sich wieder in die korrekte Richtung dreht“. Diese Präzisionsarbeit wiederholte sich an den übrigen vier Modulgrenzen. Inzwischen ist der Ring geschlossen und alle fünf Module stehen auf die verlangten rund zwei Millimeter genau in Position.

Bis 2014 die Montage von Wendelstein 7-X abgeschlossen ist, müssen noch einige Arbeiten folgen, darunter die Verbindung der Magnete mit Strom- und Heliumversorgung sowie der Innenausbau im Plasmagefäß. Parallel werden die Systeme zum Aufheizen des Plasmas aufgebaut, die Versorgungseinrichtungen für elektrische Energie und Kühlung, die Maschinensteuerung und schließlich die zahlreichen Messgeräte, die das Verhalten des Plasmas diagnostizieren sollen.

Isabella Milch | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.ipp.mpg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Quantenmechanik ist komplex genug – vorerst …
21.04.2017 | Universität Wien

nachricht Tief im Inneren von M87
20.04.2017 | Max-Planck-Institut für Radioastronomie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Im Focus: Tief im Inneren von M87

Die Galaxie M87 enthält ein supermassereiches Schwarzes Loch von sechs Milliarden Sonnenmassen im Zentrum. Ihr leuchtkräftiger Jet dominiert das beobachtete Spektrum über einen Frequenzbereich von 10 Größenordnungen. Aufgrund ihrer Nähe, des ausgeprägten Jets und des sehr massereichen Schwarzen Lochs stellt M87 ein ideales Laboratorium dar, um die Entstehung, Beschleunigung und Bündelung der Materie in relativistischen Jets zu erforschen. Ein Forscherteam unter der Leitung von Silke Britzen vom MPIfR Bonn liefert Hinweise für die Verbindung von Akkretionsscheibe und Jet von M87 durch turbulente Prozesse und damit neue Erkenntnisse für das Problem des Ursprungs von astrophysikalischen Jets.

Supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien sind eines der rätselhaftesten Phänomene in der modernen Astrophysik. Ihr gewaltiger...

Im Focus: Deep inside Galaxy M87

The nearby, giant radio galaxy M87 hosts a supermassive black hole (BH) and is well-known for its bright jet dominating the spectrum over ten orders of magnitude in frequency. Due to its proximity, jet prominence, and the large black hole mass, M87 is the best laboratory for investigating the formation, acceleration, and collimation of relativistic jets. A research team led by Silke Britzen from the Max Planck Institute for Radio Astronomy in Bonn, Germany, has found strong indication for turbulent processes connecting the accretion disk and the jet of that galaxy providing insights into the longstanding problem of the origin of astrophysical jets.

Supermassive black holes form some of the most enigmatic phenomena in astrophysics. Their enormous energy output is supposed to be generated by the...

Im Focus: Neu entdeckter Exoplanet könnte bester Kandidat für die Suche nach Leben sein

Supererde in bewohnbarer Zone um aktivitätsschwachen roten Zwergstern gefunden

Ein Exoplanet, der 40 Lichtjahre von der Erde entfernt einen roten Zwergstern umkreist, könnte in naher Zukunft der beste Ort sein, um außerhalb des...

Im Focus: Resistiver Schaltmechanismus aufgeklärt

Sie erlauben energiesparendes Schalten innerhalb von Nanosekunden, und die gespeicherten Informationen bleiben auf Dauer erhalten: ReRAM-Speicher gelten als Hoffnungsträger für die Datenspeicher der Zukunft.

Wie ReRAM-Zellen genau funktionieren, ist jedoch bisher nicht vollständig verstanden. Insbesondere die Details der ablaufenden chemischen Reaktionen geben den...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

Baukultur: Mehr Qualität durch Gestaltungsbeiräte

21.04.2017 | Veranstaltungen

Licht - ein Werkzeug für die Laborbranche

20.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Intelligenter Werkstattwagen unterstützt Mensch in der Produktion

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Forschungszentrum Jülich auf der Hannover Messe 2017

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten