19.02.2025, 17:11
Pressemitteilung | Energiequellen | Kernfusion | Fusion durch magnetischen Einschluss
CEA
Kernfusion: Der Tokamak West bricht den Weltrekord für die Plasmadauer!
[Bild: https://www.cea.fr/presse/PublishingImag...plasma.jpg]
© CEA
Der Tokamak West des CEA konnte am 12. Februar ein Plasma für mehr als 22 Minuten aufrechterhalten. Damit bricht er den bisherigen Rekord für die Plasmadauer in einem Tokamak bei weitem. Dieser Fortschritt zeigt, dass das Wissen über Plasmen und ihre technologische Beherrschung über lange Zeiträume hinweg wesentlich ausgereifter geworden ist, was die Hoffnung weckt, dass Fusionsplasmen in Maschinen wie Iter über lange Zeiträume stabilisiert werden können.
Veröffentlicht am 18. Februar 2025
Ein Weltrekord für Fusionsenergie
1.337 Sekunden: So lange hielt der Tokamak West, der im CEA-Zentrum Cadarache betrieben wird, am 12. Februar ein Plasma aufrecht.
Ein Ergebnis, das den bisherigen Rekord, der vor einigen Wochen vom chinesischen Tokamak East aufgestellt wurde, um 25 % übertrifft.
[Video: https://youtu.be/4W67tyJYtN0?feature=shared]
Das Erreichen einer solchen Dauer ist ein wichtiger Meilenstein für Maschinen wie Iter, die Fusionsplasmen mehrere Minuten lang aufrechterhalten müssen. Es ist in der Tat notwendig, das von Natur aus instabile Plasma zu kontrollieren und sicherzustellen, dass die ihm gegenüberliegenden Komponenten in der Lage sind, seiner Strahlung standzuhalten, ohne zu versagen oder sie zu verschmutzen.
[Bild: https://www.cea.fr/presse/PublishingImag...s-west.jpg]
Inspektion der Komponenten gegenüber dem Wolfram-Plasma im Tokamak West des CEA. © C. Roux/CEA
Dies sind zwei der Ziele, die sich die Forscher des CEA gesetzt haben und die den aktuellen Rekord erklären.
In den kommenden Monaten will das West-Team seine Bemühungen fortsetzen, indem es sehr lange Plasmadauern in der Größenordnung von mehreren Stunden erreicht, aber auch dieses Plasma auf eine noch höhere Temperatur erhitzt, um den erwarteten Bedingungen in Fusionsplasmen so nahe wie möglich zu kommen.
Das Plasma hat eine Temperatur von 50 Millionen Grad erreicht. © CEA
West ist eine Anlage des CEA, das auf jahrzehntelange Erfahrung des Instituts bei der Nutzung von Tokamaks zur Untersuchung von Plasmen zurückgreifen kann. Sie beherbergt Forscher aus der ganzen Welt, die ihre Eigenschaften nutzen, die für die Erzeugung von langlebigen Plasmen unerlässlich sind, insbesondere ihre supraleitenden Spulen und aktiv gekühlten Komponenten.
West ist Teil einer internationalen Initiative, die sich neben anderen großen Experimenten, an denen die Forscher des CEA maßgeblich beteiligt sind, wie JET, dem europäischen Tokamak im Vereinigten Königreich (Stilllegung Ende 2023), der den Rekord für Fusionsenergie hält, JT-60SA in Japan, East in China und KSTAR in Südkorea, sowie dem Vorzeigegerät Iter, zusammensetzt.
[Bild: https://www.cea.fr/presse/PublishingImag...l-tore.jpg]
Blick auf den WEST-Tokamak des CEA aus der Torhalle. © L. Godart/CEA
Wozu dient die Fusion?
Die Kernfusion ist eine Technologie, deren größte Herausforderung darin besteht, das von Natur aus instabile Plasma aufrechtzuerhalten. Sie verbraucht noch weniger Material und Brennstoff als die bereits extrem konzentrierte Spaltung und produziert keine langlebigen radioaktiven Abfälle.
Unter den technologischen Wegen zur Energieerzeugung ist die Fusion durch magnetischen Einschluss am weitesten fortgeschritten, bei der das Plasma durch ein starkes Magnetfeld in einem Torus eingeschlossen und erhitzt wird, bis die Wasserstoffkerne fusionieren. Die Fusion durch Einschluss hat bereits auf JET eine Fusionsleistung in der Größenordnung von 15 MW für mehrere Sekunden gezeigt.
Frankreich, das West und Iter beherbergt, ist gut positioniert, um das erste Prototyp-Fusionskraftwerk zu beherbergen. Tatsächlich ist die Fusion eine Energiequelle, die Kernreaktionen beinhaltet, mit vielen möglichen Komplementaritäten zur Spaltenergie und ihren Technologien in Bezug auf Neutronen und Materialien, die beherrscht werden.
Angesichts der für die großtechnische Erzeugung dieser Energie erforderlichen Infrastruktur ist es jedoch unwahrscheinlich, dass die Fusionstechnologien einen wesentlichen Beitrag zur Erreichung der Netto-Null-Emissionen von CO2 bis 2050 leisten werden. Dazu müssen mehrere technologische Hindernisse überwunden werden, aber auch die wirtschaftliche Machbarkeit einer solchen Stromerzeugung nachgewiesen werden.
CEA
Kernfusion: Der Tokamak West bricht den Weltrekord für die Plasmadauer!
[Bild: https://www.cea.fr/presse/PublishingImag...plasma.jpg]
© CEA
Der Tokamak West des CEA konnte am 12. Februar ein Plasma für mehr als 22 Minuten aufrechterhalten. Damit bricht er den bisherigen Rekord für die Plasmadauer in einem Tokamak bei weitem. Dieser Fortschritt zeigt, dass das Wissen über Plasmen und ihre technologische Beherrschung über lange Zeiträume hinweg wesentlich ausgereifter geworden ist, was die Hoffnung weckt, dass Fusionsplasmen in Maschinen wie Iter über lange Zeiträume stabilisiert werden können.
Veröffentlicht am 18. Februar 2025
Ein Weltrekord für Fusionsenergie
1.337 Sekunden: So lange hielt der Tokamak West, der im CEA-Zentrum Cadarache betrieben wird, am 12. Februar ein Plasma aufrecht.
Ein Ergebnis, das den bisherigen Rekord, der vor einigen Wochen vom chinesischen Tokamak East aufgestellt wurde, um 25 % übertrifft.
[Video: https://youtu.be/4W67tyJYtN0?feature=shared]
Das Erreichen einer solchen Dauer ist ein wichtiger Meilenstein für Maschinen wie Iter, die Fusionsplasmen mehrere Minuten lang aufrechterhalten müssen. Es ist in der Tat notwendig, das von Natur aus instabile Plasma zu kontrollieren und sicherzustellen, dass die ihm gegenüberliegenden Komponenten in der Lage sind, seiner Strahlung standzuhalten, ohne zu versagen oder sie zu verschmutzen.
[Bild: https://www.cea.fr/presse/PublishingImag...s-west.jpg]
Inspektion der Komponenten gegenüber dem Wolfram-Plasma im Tokamak West des CEA. © C. Roux/CEA
Dies sind zwei der Ziele, die sich die Forscher des CEA gesetzt haben und die den aktuellen Rekord erklären.
In den kommenden Monaten will das West-Team seine Bemühungen fortsetzen, indem es sehr lange Plasmadauern in der Größenordnung von mehreren Stunden erreicht, aber auch dieses Plasma auf eine noch höhere Temperatur erhitzt, um den erwarteten Bedingungen in Fusionsplasmen so nahe wie möglich zu kommen.
Das Plasma hat eine Temperatur von 50 Millionen Grad erreicht. © CEA
West ist eine Anlage des CEA, das auf jahrzehntelange Erfahrung des Instituts bei der Nutzung von Tokamaks zur Untersuchung von Plasmen zurückgreifen kann. Sie beherbergt Forscher aus der ganzen Welt, die ihre Eigenschaften nutzen, die für die Erzeugung von langlebigen Plasmen unerlässlich sind, insbesondere ihre supraleitenden Spulen und aktiv gekühlten Komponenten.
West ist Teil einer internationalen Initiative, die sich neben anderen großen Experimenten, an denen die Forscher des CEA maßgeblich beteiligt sind, wie JET, dem europäischen Tokamak im Vereinigten Königreich (Stilllegung Ende 2023), der den Rekord für Fusionsenergie hält, JT-60SA in Japan, East in China und KSTAR in Südkorea, sowie dem Vorzeigegerät Iter, zusammensetzt.
Zitat:"WEST hat einen wichtigen technologischen Meilenstein erreicht, indem es ein Wasserstoffplasma dank der Einspeisung von 2 MW Heizleistung über zwanzig Minuten aufrechterhalten hat. Die Experimente werden fortgesetzt, indem diese Leistung erhöht wird. Dieses hervorragende Ergebnis ermöglicht es WEST und der französischen Gemeinschaft, sich an die Spitze zu setzen, um den Betrieb von ITER vorzubereiten“, kommentiert Anne-Isabelle Etienvre, Direktorin für Grundlagenforschung am CEA.
[Bild: https://www.cea.fr/presse/PublishingImag...l-tore.jpg]
Blick auf den WEST-Tokamak des CEA aus der Torhalle. © L. Godart/CEA
Wozu dient die Fusion?
Die Kernfusion ist eine Technologie, deren größte Herausforderung darin besteht, das von Natur aus instabile Plasma aufrechtzuerhalten. Sie verbraucht noch weniger Material und Brennstoff als die bereits extrem konzentrierte Spaltung und produziert keine langlebigen radioaktiven Abfälle.
Unter den technologischen Wegen zur Energieerzeugung ist die Fusion durch magnetischen Einschluss am weitesten fortgeschritten, bei der das Plasma durch ein starkes Magnetfeld in einem Torus eingeschlossen und erhitzt wird, bis die Wasserstoffkerne fusionieren. Die Fusion durch Einschluss hat bereits auf JET eine Fusionsleistung in der Größenordnung von 15 MW für mehrere Sekunden gezeigt.
Frankreich, das West und Iter beherbergt, ist gut positioniert, um das erste Prototyp-Fusionskraftwerk zu beherbergen. Tatsächlich ist die Fusion eine Energiequelle, die Kernreaktionen beinhaltet, mit vielen möglichen Komplementaritäten zur Spaltenergie und ihren Technologien in Bezug auf Neutronen und Materialien, die beherrscht werden.
Angesichts der für die großtechnische Erzeugung dieser Energie erforderlichen Infrastruktur ist es jedoch unwahrscheinlich, dass die Fusionstechnologien einen wesentlichen Beitrag zur Erreichung der Netto-Null-Emissionen von CO2 bis 2050 leisten werden. Dazu müssen mehrere technologische Hindernisse überwunden werden, aber auch die wirtschaftliche Machbarkeit einer solchen Stromerzeugung nachgewiesen werden.