Einzigartiger Fusionsreaktor nimmt in Spanien bald den Betrieb auf
An der Universität Sevilla entsteht derzeit ein einzigartiger Fusionsreaktor. Mit einer neuen Bau- und Funktionsweise soll SMART (SMall Aspect Ratio Tokamak) Kosten sparen und die Kernfusionsforschung vorantreiben.
Die Idee für die Bauart des Tokamak entstand aus der Notwendigkeit, das Projekt leistbar zu halten. So vereinte das Team bestehende Technologien zu einem neuen Konzept. Ein kugelförmiger Tokamak wird mit einer negativen Dreiecksform kombiniert.
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Normalerweise hat ein Tokamak eine Donut-Form. In seiner Mitte wird das Plasma in der Schwebe gehalten. Dabei hat es in der Regel eine D-Form, wobei die gerade Kante parallel zur Mitte des Tokamaks verläuft und die Rundung zur Außenwand zeigt. Hier spricht man von einer positiven Dreiecksform.
Das Plasma im koreanischen KSTAR-Tokamak hat eine positive Dreiecksform
© National Fusion Research Institute, Korea
Negative Dreiecksform
Zeigt der gekrümmte Teil des Plasmas zum Zentrum des Tokamak, spricht man von einer negativen Dreiecksform. Bisher wurde diese aber noch nicht getestet. Die Forscher erhoffen sich davon eine verbesserte Leistung. Damit könne man das Plasma stabiler halten, heißt es in einem Statement. Damit sollen Schäden an der Tokamak-Wand vermieden werden.
Es gibt zudem weniger Fluktuation beim Plasma und die Hitze wird besser verteilt. „Das ist potenziell ein Gamechanger mit attraktiver Fusionsleistung und Belastbarkeit für zukünftige, kompakte Fusionsreaktoren“, sagt Manuel Garcia-Munoz, Professor an der Universität Sevilla.
Kugelförmiger Aufbau
Auch die Kugelform soll gegenüber dem Donut eine Verbesserung bringen. Sie soll es erleichtern, das Plasma einzuschließen. In einem ähnlichen Projekt namens STEP testen Forscher in Großbritannien ebenfalls diese neue Bauform, allerdings bleiben sie bei der positiven Dreiecksform.
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Kugelförmiger Fusionsreaktor STEP
© UK Atomic Energy Authority
Das Projekt wird zusammen mit dem Princeton Plasma Physics Laboratory durchgeführt. Im nächsten Schritt sollen die Plasmabedingungen im neuen Aufbau analysiert und mit jenen in herkömmlichen Tokamaks verglichen werden.
Dabei wird bewertet, wie stabil das Plasma bleibt. Zudem wird der Grad der Verunreinigung bewertet, damit ein effektiver Fusionsprozess stattfinden kann. Die zugehörigen Studien erschienen in den Fachmagazinen AIP Publishing und IOP Science.