Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Pumpen unter extremen Bedingungen

24.07.2000


Vakuumpumpe auf dem Prüfstand: In der im

Forschungszentrum Karlsruhe entwickelten Testanlage TIMO (Test

Facility for ITER Model Pump) wird die etwa zwei Meter lange

Modellpumpe (Maßstab 1:2) simulierten Fusionsreaktor-Bedingungen

ausgesetzt.


Forschungszentrum Karlsruhe setzt Meilenstein in der Fusionstechnologie für den ITER

Mit einer Vakuumpumpe ist am Forschungszentrum Karlsruhe ein wichtiger Baustein für den künftigen internationalen Fusionsreaktor ITER entwickelt worden. Die Pumpe muss extremen Bedingungen gewachsen sein, denn hohe Magnetfelder, Neutronenstrahlung und radioaktives Tritium werden später zu ihrem Arbeitsumfeld gehören. Ein von der französischen Firma Air Liquide gebautes Modell soll nun im Forschungszentrum zwei Jahre lang umfangreichen Tests unterzogen werden.

Im Forschungszentrum Karlsruhe werden im Rahmen des "European Fusion Technology Programme" Technologien für die Kernfusion entwickelt. Ein wichtiger Baustein sind Pumpen, die das Vakuum in der zentralen Einheit des Fusionsreaktors, der Plasmabrennkammer, aufrechterhalten. In dieser läuft - nach dem Vorbild der Sonne - bei Temperaturen um 100 Millionen Grad Celsius die Verschmelzung von Wasserstoffisotopen zu Helium ab. Dabei wird Energie freigesetzt. Das Produkt der Fusion, das Edelgas Helium, muss neben anderen Verunreinigungen aus der Reaktionskammer entfernt werden. Die hierzu notwendigen Pumpen sind im Fusionsreaktor extremen Bedingungen ausgesetzt, die am Markt erhältliche Produkte nicht verkraften: Hohe Magnetfelder, Neutronenstrahlung und radioaktives Tritium schaffen ein Umfeld, das Pumpen "von der Stange" nicht lange aushalten.
Nach umfangreichen Voruntersuchungen wurde ein Konzept gewählt, bei dem zehn "Kryovakuumpumpen" zum Einsatz kommen. Kryovakuumpumpen bestehen aus stark gekühlten Oberflächen, an denen Gase "ausgefroren" werden: Die Gasteilchen kondensieren an den kalten Flächen. Mit diesem Prinzip lässt sich eine hohe Pumpleistung und ein extrem tiefes Vakuum realisieren. Um auch Helium und Wasserstoff noch effizient pumpen zu können, werden die Pumpflächen mit Aktivkohlekörnern beschichtet und auf Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt (- 273 °C) gekühlt. Kryopumpen können prinzipiell nicht im Dauerbetrieb laufen, sondern müssen nach einer bestimmten Pumpzeit wieder gereinigt werden. Dazu wird die Pumpe abgeschottet, die kalten Oberflächen werden aufgeheizt und die verdampfenden Ablagerungen von mechanischen Vakuumpumpen abgesaugt.

... mehr zu:
»Air »Fusionsreaktor »Helium »ITER »Liquid »Modellpumpe

Als erster Schritt zu einer einsatzfähigen Kryopumpe wurde eine Modellpumpe im Maßstab 1:2 entwickelt und bei der französischen Firma Air Liquide gebaut. Die Modellpumpe ist etwa zwei Meter lang und hat einen Durchmesser von einem Meter. Parallel zur Pumpenentwicklung wurde im Forschungszentrum Karlsruhe die Testanlage TIMO (Test Facility for ITER Model Pump) aufgebaut, in der die Pumpe unter ITER-relevanten Bedingungen getestet werden kann. Nach der Auslieferung durch Air Liquide wurde die Kryopumpe inzwischen in TIMO eingebaut, wo sie die Abnahmetests erfolgreich bestanden hat. In einem umfangreichen zweijährigen Testprogramm wird die Modellpumpe nun unter simulierten Reaktorbedingungen getestet. Die dabei gewonnenen Erfahrungen sollen in eine Prototyppumpe für den Betrieb von Fusionsreaktoren einfließen.
Joachim Hoffmann 22. Juli 2000

Inge Arnold |

Weitere Berichte zu: Air Fusionsreaktor Helium ITER Liquid Modellpumpe

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Neues Verfahren bringt komplex geformte Verbundwerkstoffe in die Serie
23.01.2017 | Evonik Industries AG

nachricht Fraunhofer-Institute entwickeln zerstörungsfreie Qualitätsprüfung für Hybridgussbauteile
19.01.2017 | Fraunhofer IFAM

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Scientists spin artificial silk from whey protein

X-ray study throws light on key process for production

A Swedish-German team of researchers has cleared up a key process for the artificial production of silk. With the help of the intense X-rays from DESY's...

Im Focus: Forscher spinnen künstliche Seide aus Kuhmolke

Ein schwedisch-deutsches Forscherteam hat bei DESY einen zentralen Prozess für die künstliche Produktion von Seide entschlüsselt. Mit Hilfe von intensivem Röntgenlicht konnten die Wissenschaftler beobachten, wie sich kleine Proteinstückchen – sogenannte Fibrillen – zu einem Faden verhaken. Dabei zeigte sich, dass die längsten Proteinfibrillen überraschenderweise als Ausgangsmaterial schlechter geeignet sind als Proteinfibrillen minderer Qualität. Das Team um Dr. Christofer Lendel und Dr. Fredrik Lundell von der Königlich-Technischen Hochschule (KTH) Stockholm stellt seine Ergebnisse in den „Proceedings“ der US-Akademie der Wissenschaften vor.

Seide ist ein begehrtes Material mit vielen erstaunlichen Eigenschaften: Sie ist ultraleicht, belastbarer als manches Metall und kann extrem elastisch sein....

Im Focus: Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultrakalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen der Wissenschaft beantworten zu können und ein Innovationstreiber für alltägliche Anwendungen.

Gemäß dem Einstein’schen Äquivalenzprinzip werden alle Körper, unabhängig von ihren sonstigen Eigenschaften, gleich stark durch die Gravitationskraft...

Im Focus: Quantum optical sensor for the first time tested in space – with a laser system from Berlin

For the first time ever, a cloud of ultra-cold atoms has been successfully created in space on board of a sounding rocket. The MAIUS mission demonstrates that quantum optical sensors can be operated even in harsh environments like space – a prerequi-site for finding answers to the most challenging questions of fundamental physics and an important innovation driver for everyday applications.

According to Albert Einstein's Equivalence Principle, all bodies are accelerated at the same rate by the Earth's gravity, regardless of their properties. This...

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Neuer Algorithmus in der Künstlichen Intelligenz

24.01.2017 | Veranstaltungen

Gehirn und Immunsystem beim Schlaganfall – Neueste Erkenntnisse zur Interaktion zweier Supersysteme

24.01.2017 | Veranstaltungen

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Im Interview mit Harald Holzer, Geschäftsführer der vitaliberty GmbH

24.01.2017 | Unternehmensmeldung

MAIUS-1 – erste Experimente mit ultrakalten Atomen im All

24.01.2017 | Physik Astronomie

European XFEL: Forscher können erste Vorschläge für Experimente einreichen

24.01.2017 | Physik Astronomie