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Fusionsexperiment JET setzt Weltrekordmarken

23.09.1997 - (idw) Max-Planck-Institut für Plasmaphysik

23.9.1997

Fusionsexperiment JET setzt Weltrekordmarken 12 Megawatt Fusionsleistung erzeugt / Entladungen mit Deuterium-Tritium-Plasmen

Das Europaeische Fusionsexperiment JET (Joint European Torus) in Abingdon/Grossbritannien, an dem auch das Max-Planck-Institut fuer Plasmaphysik (IPP) beteiligt ist, hat in den vergangenen Tagen begonnen, mit einer Brennstoff-Mischung aus gleichen Teilen der beiden Wasserstoffsorten Deuterium und Tritium zu experimentieren. Diese Brennstoff-Mischung ist auch fuer ein spaeteres Fusionskraftwerk vorgesehen. Dabei hat JET in einer der Entladungen bereits eine Rekord-Fusionsleistung von 12 Megawatt (eine Fusionsenergie von 11 Megajoule) erzeugt. Ein wichtiger Massstab fuer den Erfolg ist auch das Verhaeltnis von erzeugter Fusionsleistung zur aufgewendeten Heizleistung: Dies betrug 50 Prozent, mehr als das Doppelte des bisher erreichten.

Alle drei Ergebnisse - die Fusionsleistung, die Fusionsenergie und das Verhaeltnis von Fusions- zu Input-Leistung - sind Weltrekorde.

Mit diesen Experimenten hat JET seine wissenschaftlichen Zielvorgaben erreicht und die eigenen Vorexperimente mit Tritium aus dem Jahr 1991 um das 6 fache uebertroffen. Damals war es mit JET zum ersten Mal in der Geschichte der Fusionsforschung gelungen, nennenswerte Fusionsleistung zu erzeugen, allerdings mit einem verduennten Plasma mit nur 10 Prozent Tritium-Gehalt. Auch die Ergebnisse des amerikanischen Fusionsexperimentes TFTR (Tokamak Fusion Test Reactor) in Princeton hat JET nun ueberboten.

Die jetzigen JET-Experimente stehen am Anfang einer laengeren Messkampagne: Genauer untersucht werden soll vor allem, unter welchen Umstaenden sich durch die Verwendung von Tritium das Einschlussvermoegen des magnetischen Kaefigs verbessert und das Plasma leichter in das guenstige H-Regime gelangen kann. Dieser seit einiger Zeit bekannte "Isotopeneffekt" ist fuer die Vorbereitung des geplanten Testreaktors ITER von Bedeutung. Ebenso wichtig fuer ITER sind die JET-Studien zum Verhalten eines Fusionsplasmas in der Naehe der Zuendung sowie zur Selbstheizung des Plasmas durch die bei der Fusion entstehenden Heliumkerne.

JET und das Europaeische Fusionsprogramm Die JET-Ergebnisse bestaetigen die hohe Leistungsfaehigkeit des Europaeischen Fusionsprogramms und die gute Zusammenarbeit zwischen JET und den einzelnen Assoziationen des Programms. Die rund 700 JET-Mitarbeiter und der Jahresetat von etwa 150 Millionen DM werden von den Laendern der Europaeischen Gemeinschaft sowie der Schweiz gestellt, die ihre einzelstaatlichen Anstrengungen auf dem Gebiet der Fusionsforschung zu einem gemeinsamen Programm zusammengeschlossen haben. Ab 1973 wurde JET, das weltweit groesste Fusionsexperiment, von den Europaeern gemeinsam konzipiert und seit 1983 gemeinsam betrieben.

Ziel der Fusionsforschung ist es, ein Fusionskraftwerk zu entwickeln, das - aehnlich wie die Sonne - Energie aus der Verschmelzung von Atomkernen gewinnt. Da der Brennstoff in nahezu unerschoepfbaren Mengen ueberall auf der Erde vorhanden ist und ein Fusionskraftwerk guenstige Umwelt- und Sicherheitseigenschaften erwarten laesst, koennte die Fusion einen nachhaltigen Beitrag zur Energieversorgung der Zukunft leisten. Brennstoff der Fusion ist ein duennes ionisiertes Gas, ein sogenanntes "Plasma", aus den beiden Wasserstoffsorten Deuterium und Tritium. Zum Zuenden des Fusionsfeuers wird der Brennstoff in einem Magnetfeldkaefig eingeschlossen und auf hohe Temperaturen aufgeheizt. Oberhalb einer Temperatur von 100 Millionen Grad beginnt das Plasma zu "brennen": Die Wasserstoffkerne verschmelzen miteinander zu Helium, wobei nutzbare Energie freigesetzt wird.

Gegenwaertig ist JET die weltweit fuehrende Fusionsanlage. Seit der Stillegung des amerikanischen Grossexperimentes TFTR im April 1997 ist JET die einzige Fusionsanlage, die mit Deuterium-Tritium-Plasmen experimentieren kann. Das fuer die Zuendung des Plasmas entscheidende Produkt aus Plasmatemperatur, Plasmadichte und Waermeisolation ist nur noch um einen Faktor 6 entfernt von dem Wert fuer ein selbstaendig brennendes Plasma, das sich nach Abschalten der aeusseren Heizung alleine weiterheizt. Der grosse Fortschritt wird deutlich im Vergleich zu den Werten des Jahres 1970, als die Ueberlegungen zum Bau von JET begannen: Damals waren die weltbesten Experimente um einen Faktor 25.000 von der Zuendbedingung entfernt.

Ein selbstaendig brennendes Plasma soll JET allerdings nicht herstellen. Dies ist Aufgabe des in weltweiter Zusammenarbeit geplanten Testreaktors ITER (Internationaler Thermonuklearer Experimentalreaktor), der gegenwaertig von einer amerikanisch-europaeisch-japanisch-sowjetischen Studiengruppe geplant wird. Der Testreaktor soll eine Fusionsleistung von 1000 Megawatt ueber Zeitraeume von etwa einer Stunde liefern. Damit soll er erstmals ein laengere Zeit selbststaendig brennendes Plasma erzeugen sowie ausserdem die technischen Komponenten eines Fusionskraftwerks weiterentwickeln und testen.

Isabella Milch

Anmerkung:

Aktuelle, sendefaehige Filmsequenzen (BETA) zu den JET-Tritiumexperimenten erhalten Sie von: Central TV, Unit 9, Windrush Court, Abingdon, Oxfordshire, Tel. (0044) 1235-554123

Aktuelle, sendefaehige Tonsequenzen erhalten Sie von: Thames Valley FM, 269 Banbury Road, Oxford, Tel. (0044) 1865-311444

Sendefaehige Filmsequenzen (BETA) zu JET allgemein erhalten Sie (gegen Gebuehr) von: Andrew Millington, OMNI Communications, GB, Tel. (0044) 171-267 2555.


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