Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wolfram erste Wahl für die Fusionskammer

23.05.2012
Forscher berichten auf PSI 2012 von positiven Ergebnissen mit neuen Wandmaterialien

Wandelemente aus Wolfram werden in zukünftigen Kernfusionsreaktoren eine zentrale Rolle spielen. So lautete die wichtigste Erkenntnis der 20. Internationalen Tagung zur Plasma-Wand-Wechselwirkung, die das Forschungszentrum Jülich in diesem Jahr vom 21. bis zum 25. Mai in Aachen ausrichtet. Fusionsforscher berichteten darauf erstmals von positiven Erfahrungen mit neuen Wandelementen aus Wolfram und Beryllium. Sie sind an das Design des künftigen Fusionsreaktors ITER angelehnt und müssen Temperaturen wie im Innern heißer Sterne standhalten.


Die "ITER-like Wall" bei JET im Plasmabetrieb: Wärmebelastung der Brennkammer in Falschfarben mit einer Infrarot-Kamera aufgenommen. Die am unteren Bildrand der Krümmung des ringförmigen Reaktors folgenden Wolfram-Strukturen aus Jülich bleiben relativ kalt.
Quelle: EFDA-JET

Die Auskleidung der Brennkammer ist eine der Schlüsselfragen beim Bau zukünftiger Fusionsreaktoren. Um kontinuierlich, ausfallsicher und kostengünstig zu arbeiten, müssen die Wände über Jahre extremen Bedingungen standhalten. In der Brennkammer herrschen Temperaturen von über 100 Millionen Grad. Die eingesetzten Materialien dürfen nur einem geringen Verschleiß unterliegen und das Brennstoffgasgemisch aus den Wasserstoff-Isotopen Deuterium und Tritium nicht zu stark beeinflussen.

Die bisher zu Testzwecken errichteten Fusionsreaktoren setzten auf Schutzschilde aus Grafit, wie sie auch bei Raumfahrzeugen zum Wiedereintritt in die Atmosphäre eingesetzt werden. Doch dieses Material erfüllt die notwendigen Anforderungen für den zukünftigen Fusionsreaktor ITER, der 2020 im südfranzösischen Cadarache in Betrieb gehen soll, nicht. Daher ist für ITER eine „Erste Wand“ aus Beryllium und Wolfram – mit dem höchsten Schmelzpunkt von allen Elementen bei 3422 Grad Celsius – vorgesehen.

Allerdings gilt Wolfram auch als ein Material, das die Reaktionen in der Brennkammer negativ beeinflusst. Daher laufen seit September 2011 Tests mit einer „ITER-like Wall“ im weltweit größten Fusionsexperiment JET, die von dem im britischen Culham bei JET angesiedelten Culham Centre for Fusion Energy (CCFE) koordiniert werden. Das neue, für ITER vorgesehene Design enthält eine zwei Tonnen schwere Wolframstruktur aus insgesamt fast 10.000 Einzelteilen, die vom Forschungszentrum Jülich mit einem Budget von 10 Millionen Euro entworfen und montiert wurde.

Auf der 20th International Conference on Plasma Surface Interactions (PSI 2012), der alle zwei Jahre stattfindenden, wichtigsten Konferenz zu diesem Thema, haben Fusionsforscher nun erstmals die – überraschend positiven – Ergebnisse der ersten Testperiode vorgestellt. Unerwünschte Verunreinigungen im Fusionsplasma durch Sauerstoffgas und Kohlenstoff waren stark herabgesetzt. Die Abtragung von Wolfram aus der neuen Wandstruktur hat sich gegenüber Grafit spürbar reduziert. Und die Rückhaltung des Brennstoffgases in Wolfram fiel wie erwartet erheblich geringer aus.

Ansprechpartner:

Dr. Guy F. Matthews, Culham Centre for Fusion Energy, Culham Science Centre
Tel. +44 1235464523
Guy.Matthews@ccfe.ac.uk
Dr. Sebastijan Brezinsek, Institut für Energie- und Klimaforschung – Plasmaphysik, Forschungszentrum Jülich
Tel. 2461 61-6611
s.brezinsek@fz-juelich.de
Dr. Volker Philipps,Institut für Energie- und Klimaforschung – Plasmaphysik, Forschungszentrum Jülich
Tel. 02461 61-6331
v.philipps@fz-juelich.de

Pressekontakt
Dr. Ralph P. Schorn, Forschungszentrum Jülich, Institut für Energie- und Klimaforschung – Plasmaphysik
Tel. 02461-61-5306
r.p.schorn@fz-juelich.de
Tobias Schlößer, Forschungszentrum Jülich, Unternehmenskommunikation
Tel. 02461-61-4771
t.schloesser@fz-juelich.de

Tobias Schlößer | Forschungszentrum Jülich
Weitere Informationen:
http://www.fz-juelich.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht 3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind
24.05.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

nachricht Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft
24.05.2017 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

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: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten