Fusionsreaktor ist 7-mal heißer als der Kern der Sonne

Südkorea Dank des Einsatzes eines neuen Wolfram-Diverters konnte der KSTAR-Fusionsreaktor erfolgreich eine Temperatur von 100 Millionen Grad Celsius für 48 Sekunden aufrechterhalten.

Südkoreas KSTAR-Fusionsreaktor. Foto: KFE — Südkoreas KSTAR-Fusionsreaktor. Foto: *KFE*

Der Fusionsreaktor KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) des Koreanischen Instituts für Fusionsenergie (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 hielt erfolgreich eine Temperatur von 100 Millionen Grad Celsius für 48 Sekunden aufrecht. Zum Vergleich: Die Temperatur des Sonnenkerns beträgt 15 Millionen Grad Celsius. Darüber hinaus hielt der Reaktor den Hochtemperaturmodus (H-Modus) über 100 Sekunden lang aufrecht. Der H-Modus ist ein fortgeschrittener Betriebsmodus der magnetisch eingeschlossenen Fusion mit einem stabilen Plasmazustand.

Fusionsreaktionen ahmen den Prozess nach, der Licht und Wärme in Sternen erzeugt. Dabei verschmelzen Wasserstoff und andere leichte Elemente, um enorme Energiemengen freizusetzen. Experten hoffen, mit Fusionsreaktoren eine unerschöpfliche Quelle kohlenstofffreier Elektrizität zu schaffen.

Laut dem Nationalen Forschungsrat für Wissenschaft und Technologie (NST) ist es entscheidend, eine Technologie zu entwickeln, die hohe Temperaturen und hochdichte Plasmen für hocheffiziente Fusionsreaktionen über lange Zeiträume aufrechterhalten kann. Das Geheimnis dieser großen Erfolge, so das NST, liegt im Wolfram-Diverter. Dieser ist eine Schlüsselkomponente am Boden des Vakuumtanks in der magnetischen Fusionsanlage und spielt eine entscheidende Rolle beim Abführen von Abgasen und Verunreinigungen aus dem Reaktor, während er gleichzeitig der hohen Oberflächenwärmebelastung standhält.

Das KSTAR-Team hat im Divertor von Kohlenstoff auf Wolfram umgestellt. Wolfram besitzt den höchsten Schmelzpunkt aller Metalle. Der Erfolg von KSTAR, den H-Modus über längere Zeiträume aufrechtzuerhalten, ist maßgeblich auf diese Verbesserung zurückzuführen. „Im Vergleich zu früheren Kohlenstoff-Divertoren weist der neue Wolfram-Divertor unter gleicher thermischer Belastung lediglich einen Anstieg der Oberflächentemperatur um 25 % auf. Dies bietet erhebliche Vorteile für den Betrieb mit langen Impulsen und hoher thermischer Leistung“, erklärte NST.

Der Erfolg des Wolfram-Diverters könnte wertvolle Daten für das Projekt des Internationalen Thermonuklearen Versuchsreaktors (ITER) liefern. ITER ist ein 21,5 Milliarden US-Dollar teures internationales Fusions-Megaprojekt, das in Frankreich unter Beteiligung zahlreicher Länder, darunter Südkorea, China, die USA, EU-Staaten und Russland, entwickelt wird. ITER soll voraussichtlich 2025 erstmals Plasma erzeugen und 2035 den Betrieb aufnehmen. Wolfram wird im Diverter dieses Reaktors verwendet.

Thu Thao (Laut Interesting Engineering )

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