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16.02.2006, 10:16
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ITER - der entscheidende Schritt zum Fusionsreaktor
- Günter Janeschitz
- Forschungszentrum Karlsruhe, EURATOM Association, D-76021 Karlsruhe
Mit dem integrierten Reaktorplasmaphysik/Reaktortechnologie-Experiment ITER wird der Grundstein für das Design und den Bau eines Demonstrationsreaktors DEMO gelegt, der dann um 2035 in Betrieb gehen könnte ("Fast Track" zur Fusionsenergie).
Die physikalische Basis für ITER, die durch existierende Tokamak Fusionsexperimente und durch empirische Skalierung geschaffen wurde, wird heute durch große Fortschritte in der Plasmatheorie und -modellierung weiter untermauert. Vergleicht man die für die Fusionsleistung wichtigen Größen Energieeinschlusszeit und "Tripple Product" (Produkt aus Dichte, Temperatur und Energieeinschlusszeit), dann bedeutet ITER eine Extrapolation um einen Faktor 5 in der Energieeinschlusszeit und um etwa eine Größenordnung im "Trippl Product". Wegen dieser für die Fusionsforschung recht moderaten Extrapolation und dem inzwischen erzielten guten Grundlagenwissen in der Tokamakphysik kann man recht sicher sein, dass ITER die vorhergesagte Fusionsleistung (500 MW) und Pulsdauer (400 sec) bei einem Energiemultiplikationsfaktor von 10 (Q=10) erreichen wird. Für eine ökonomisch attraktive Nutzung der Energiequelle Kernfusion muss die oben genannte Fusionsleistung jedoch bei gleichem oder höherem Energiemultiplikationsfaktor um mehr als 50% gesteigert und gleichzeitig ein nahezu stationärer Betrieb demonstriert werden. Sowohl die neueren Resultate an den laufenden Fusionsexperimenten als auch die auf Plasmamodellen basierenden Vorhersagen lassen erwarten, dass auch dies höchstwahrscheinlich erreicht werden kann.
ITER ist aber auch ein Technologie-Experiment, in dem zum ersten mal "reaktorrelevante Komponenten" eingesetzt werden, nämlich supraleitende Magnete, hoch wärmebelastete, aktiv gekühlte Komponenten, fernbediente Wartung, Tritium-Brutblankets und stationäre Plasmaheizsysteme. Im Rahmen der ITER-Design-Aktivitäten wurden zwar prototypische Komponenten der wichtigsten Systeme gebaut, aber trotzdem bleibt das ITER-Projekt eine große technologische Herausforderung für die Fusionsgemeinschaft und die Industrie in den ITER-Partnerländern.
Im Jahr 2005 haben sich die sieben ITER-Partnerländer (EU, JA, US, RF, CN, KO, IN) auf Cadarache in Frankreich als ITER-Standort geeinigt und auch die "technischen" Verhandlungen (z. B. wer welche Komponenten liefert) abgeschlossen. Es wird erwartet, dass der ITER-Vertrag vor Mitte 2006 unterzeichnet wird und bis Ende 2006 ratifiziert werden kann. Man kann daher mit einem Baubeginn Anfang 2007 rechnen, wobei gewisse Vorlaufaktivitäten bereits in der zweiten Hälfte 2006 beginnen könnten.
Im Vortrag werden die plasmaphysikalische Basis für ITER, die wichtigsten ITER-Komponenten und -Systeme, sowie der Status der ITER-Bauvorbereitungen vorgestellt.
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