11.10.2022

Kernfusion: Neue Lösung für Instabilitätsproblem

Plasma-Instabilitäten sind eine große Herausforderung für Fusionsreaktoren wie ITER. Ein Forschungsteam der Technischen Universität Wien fand nun in Kooperation mit dem Max-Planck-Institut für Plasmaphysik eine vielversprechende Lösung.

Georg Harrer (TU Wien), Lidija Radovanovic (TU Wien), Elisabeth Wolfrum (IPP Garching), Friedrich Aumayr (TU Wien) mit einem 3D-gedruckten 1:100 Modell des ITER
Georg Harrer (TU Wien), Lidija Radovanovic (TU Wien), Elisabeth Wolfrum (IPP Garching), Friedrich Aumayr (TU Wien) mit einem 3D-gedruckten 1:100 Modell des ITER | © David Rath, TU Wien

Kernfusionskraftwerke könnten unsere Energieprobleme eines Tages nachhaltig lösen. Bis jetzt ist jedoch noch kein kommerzieller Kernfusionsreaktor in Betrieb. Eines der Haupthindernisse auf dem Weg dorthin sind Plasma-Instabilitäten, sogenannte Typ-I ELMs, die in der Nähe der Reaktorwand entstehen und diese beschädigen können.

Das Kernfusionsteam der TU Wien konnte nun in Kooperation mit dem Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Garching zeigen, dass es möglich ist dieses Problem zu vermieden. Die Idee dahinter ist, dass man viele kleine Instabilitäten anstatt großer potenziell zerstörerischer Instabilitäten in Kauf nimmt. Diese kleinen Instabilitäten stellen für die Reaktorwand keine Gefahr dar. Vergleichbar ist dieser Ansatz mit einem Topf mit Deckel, in dem das Wasser zu kochen beginnt. „Wenn sich immer wieder Druck aufbaut, den Deckel hebt und der Dampf entweicht, dann wird der Deckel heftig klappern. Wenn man hingegen den Deckel leicht schräg stellt, dann kann kontinuierlich Dampf entkommen, aber der Deckel bleibt stabil und klappert nicht“, erklärt Erstautor Georg Harrer. Weitere Informationen dazu finden Sie hier.

Die Ergebnisse wurden nun im Fachjournal „Physical Review Letters“ als Editors‘ Suggestion publiziert.