Südkorea: Durch den Einsatz eines neuen Wolfram-Diverters gelang es dem Fusionsreaktor KSTAR, 48 Sekunden lang eine Temperatur von 100 Millionen Grad Celsius aufrechtzuerhalten.
Südkoreas Fusionsreaktor KSTAR. Foto: KFE
Der Fusionsreaktor Korea Advanced Research Superconducting Tokamak (KSTAR) des Korea Institute of Fusion Energy (KFE) erreichte erstmals eine Temperatur von 100 Millionen Grad Celsius. Dieser Erfolg wurde während der Testphase von Dezember 2023 bis Februar 2024 erzielt und stellt einen neuen Rekord für das KSTAR-Projekt dar.
KSTAR konnte 48 Sekunden lang erfolgreich eine Temperatur von 100 Millionen Grad Celsius aufrechterhalten. Gleichzeitig beträgt die Kerntemperatur der Sonne 15 Millionen Grad Celsius. Darüber hinaus hält der Reaktor auch den Hochlimitmodus (H-Modus) für mehr als 100 Sekunden aufrecht. Modus H ist ein erweiterter Betriebsmodus in der magnetisch eingeschlossenen Fusion mit stabilem Plasmazustand.
Thermonukleare Reaktionen ahmen den Prozess nach, der Licht und Wärme aus Sternen erzeugt. Bei diesem Prozess werden Wasserstoffkerne und andere leichte Elemente miteinander verschmelzen und dabei enorme Energie freisetzen. Experten hoffen, mithilfe von Fusionsreaktoren eine unbegrenzte Quelle kohlenstofffreier Elektrizität erzeugen zu können.
Dem National Council for Science and Technology Research (NST) zufolge ist die Entwicklung einer Technologie, mit der hohe Temperaturen und hochdichte Plasmen aufrechterhalten werden können, damit Fusionsreaktionen über lange Zeiträume hinweg möglichst effizient ablaufen können, von größter Bedeutung. Das Geheimnis hinter diesen großartigen Erfolgen sei der Wolfram-Diverter, sagte NST. Dabei handelt es sich um eine Schlüsselkomponente am Boden des Vakuumtanks einer magnetischen Fusionsanlage. Sie spielt eine Schlüsselrolle beim Herausdrücken von Abgasen und Verunreinigungen aus dem Reaktor und muss gleichzeitig der großen Wärmebelastung der Oberfläche standhalten.
Das KSTAR-Team ist im Deflektor von Kohlenstoff auf Wolfram umgestiegen. Wolfram hat den höchsten Schmelzpunkt aller Metalle. Dass KSTAR den H-Modus über längere Zeiträume erfolgreich aufrechterhalten kann, ist größtenteils auch diesem Upgrade zu verdanken. „Im Vergleich zu früheren Kohlenstoff-Divertern erfährt der neue Wolfram-Diverter bei gleicher thermischer Belastung nur einen Anstieg der Oberflächentemperatur um 25 %. Dies bietet erhebliche Vorteile für langpulsige Hochwärmeleistungsoperationen“, erklärt NST.
Der Erfolg des Wolfram-Divertors könnte wertvolle Daten für das Projekt International Thermal Experimental Reactor (ITER) liefern. ITER ist ein 21,5 Milliarden Dollar teures internationales Fusions-Megaprojekt, das in Frankreich unter Beteiligung von Dutzenden Ländern entwickelt wird, darunter Südkorea, China, die USA, EU-Länder und Russland. Es wird erwartet, dass ITER im Jahr 2025 erstmals Plasma erzeugen und im Jahr 2035 den Betrieb aufnehmen wird. Im Umlenkrohr des Reaktors wird Wolfram verwendet.
Thu Thao (laut Interesting Engineering )
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