In der Sonne funktioniert sie seit Jahrmilliarden wie von selbst, auf der Erde erfordert sie komplexe Technologien: die Kernfusion. Ziel internationaler Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten ist, diese fast unerschöpfliche, sichere und umweltfreundliche Energiequelle großmaßstäblich und damit wirtschaftlich zu nutzen. Der Weg dahin führt über den Experimentalreaktor ITER (lateinisch iter – der Weg), der zurzeit in Cadarache/Frankreich entsteht. Dieser Fusionsreaktor soll der erste sein, der zehnmal so viel Energie bereitstellt, wie die externe Plasmaheizung benötigt. Forschende des KIT-Zentrums Energie sind an Technologien für ITER maßgeblich beteiligt. So wirkt das KIT federführend in einem internationalen Konsortium bei der Entwicklung von Test Blanket Modulen.
Das Blanket ist eine Art Hülle, die das Plasma in einem Fusionsreaktor umschließt. Dabei erfüllt es drei Aufgaben: Es wandelt die Neutronenenergie aus der Fusionsreaktion in nutzbare Wärme um, es erzeugt den Brennstoff Tritium durch Einfangen von Neutronen in Lithium, und es schirmt die supraleitenden Magnete gegen Neutronen- und Gammastrahlung ab. „Die thermische Effizienz und die Leistungsdichte des Blankets bestimmen die Gesamtleistung und damit die Wirtschaftlichkeit eines Reaktors wesentlich mit“, erklärt Dirk Radloff vom Programm FUSION des KIT. „Daher spielt das Blanket eine entscheidende Rolle für die künftige Wettbewerbsfähigkeit der Kernfusion.“
Im Programm FUSION widmen sich das Forschungsteam hauptsächlich dem Blanket-Konzept „Helium Cooled Pebble Bed“ (HCPB). Mit Test-Blanket-Modulen soll das Konzept in ITER erprobt werden. Die Forschenden testen anhand einer Serie von vier verschiedenen Modulen elementare Charakteristika des Blankets: Widerstandsfähigkeit gegen elektromagnetische Kräfte bei eventuellen Plasmaabbrüchen, neutronisches Verhalten und Tritiumerzeugungsrate, Thermomechanik der Schüttbetten, Bereitstellung und Abfuhr von Energie auf einem attraktiven Temperaturniveau sowie den Betrieb des gesamten Test-Blanket-Modul-Systems, das unter anderem aus Kühlkreislauf und Tritiumspülkreis besteht. Zum Start von ITER im Jahr 2025 sollen die Test-Blanket-Module als fertige Komponenten bereitstehen.
Um die Arbeiten zu den Test-Blanket-Modulen effizient zu koordinieren und zu realisieren, hat das KIT gemeinsam mit den weiteren beteiligten europäischen Einrichtungen das „Consortium for the European Test Blanket Module Systems for ITER“ gebildet, in dem es federführend wirkt. (or)
Der Presseservice des KIT stellt gerne den Kontakt zwischen den Medien und Dr. Dirk Radloff her.
Fotonachweis:
HELOKA Versuchsanlage: Markus Breig, KIT
Porträt Dr. Dirk Radloff, FUSION: Martin Lober, KIT