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VA: Vakuumphysik und Vakuumtechnik

VA 5: Vakuumsysteme und Kalibrierung

VA 5.1: Hauptvortrag

Dienstag, 8. März 2005, 10:00–10:40, TU E20

Die Rolle der Vakuumtechnik für das Kernfusionsexperiment ITER — •Christian Day, Günter Janeschitz und August Mack — Forschungszentrum Karlsruhe, Postfach 3640, 76021 Karlsruhe

In der Brennkammer eines Fusionsreaktors werden in einem Prozess ähnlich dem in der Sonne die Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium unter Energiegewinn zu Helium verschmolzen. Das passiert in einem Plasma (100 Mio Grad) welches durch ein Magnetfeld eingeschlossen wird. Dazu ist eine höchst anspruchsvolle Technik notwendig, an der in weltweiter Zusammenarbeit gearbeitet wird. Der nächste Schritt hin zum kommerziellen Fusionskraftwerk ist der Experimentalreaktor ITER, der etwa im Jahr 2015 den Plasmabetrieb aufnehmen könnte.

Da der Teilchen- und Energieeinschluss endlich ist und die Selbstabschirmung des Plasmas für Teilchen relativ hoch ist, ist ein sehr hoher Gasdurchsatz notwendig von dem nur einige Prozent verbrannt werden. Dies ist eine besondere Herausforderung für die Vakuumtechnik, die sowohl den Gasdurchsatz verkraften muss als auch ein Hochvakuum zwischen den Plasmaentladungen aufrecht erhalten muss. Die zusätzlichen speziellen Anforderungen eines Fusionsexperimentes an die angeschlossenen Vakuumsysteme (Magnetfelder, Tritiumkompatibilität, mechanische Schocks bei Plasmazusammenbruch) können dabei nur von großen, spezifisch entwickelten Kryopumpen erfüllt werden.

Der Vortrag führt zunächst in die technologischen Grundlagen der Fusion ein. Der Hauptteil des Vortrages befasst sich mit den speziellen Entwicklungen im Bereich großer Kryopumpsysteme für die verschiedenen ITER Komponenten und dazu passender Vorpumpstände.