Ers­tes Heli­um­plas­ma am IPP Technologie

Die Erzeu­gung des ers­ten Plas­mas in der Fusi­ons­an­la­ge Wen­del­stein 7‑X des Max-Planck-Insti­tut für Plas­ma­phy­sik (IPP) in Greifs­wald, Deutsch­land ist geglückt. Nach über zehn­jäh­ri­ger Bau- und Vor­be­rei­tungs­zeit ist es den For­schern am 10. Dezem­ber 2015 gelun­gen, die welt­weit größ­te Fusi­ons­an­la­ge vom Typ Stel­la­ra­tor in den Pilot­be­trieb zu neh­men. Dabei haben die Wis­sen­schaft­ler ein Mil­li­gramm Heli­um­gas in ein leer­ge­pump­tes Plas­ma­ge­fäß gespeist und unter Ein­satz der Vaku­um­tech­no­lo­gie aus dem Hau­se Oer­li­kon Ley­bold Vacu­um das ers­te Plas­ma im Ring erfolg­reich erzeugt.

Die im wei­te­ren Ver­lauf geplan­te Simu­la­ti­on der Kern­fu­si­on von Was­ser­stoff­atom­ker­nen ist zukunfts­wei­send und hat gute Chan­cen, eine wich­ti­ge Rol­le bei der umwelt­freund­li­chen Ener­gie­er­zeu­gung von mor­gen ein­zu­neh­men. Einen Anteil an der erfolg­rei­chen Umset­zung die­ser bahn­bre­chen­den Idee hat die Oer­li­kon Ley­bold Vacu­um GmbH: Der Vaku­um­pio­nier und Tech­no­lo­gie­füh­rer aus Köln hat das IPP dafür mit spe­zi­el­len Vaku­um­sys­te­men ausgerüstet.
Ein Groß­teil der Vaku­um­pa­let­te – Hochvakuum‑, Vor­va­ku­um- und Kryo­tech­no­lo­gie – ist schon seit der Jahr­tau­send­wen­de Bestand­teil der For­schungs­an­la­gen des Max-Planck-Insti­tuts. “Die instal­lier­ten Vor­va­ku­um-Pum­pen­stän­de die­nen etwa zum Anpum­pen des Stel­la­ra­tors und zugleich für die Tur­b­opum­pen des Typs MAG W 2000, die im Bereich der Heli­um­rück­ge­win­nung zum Ein­satz kom­men”, erläu­tert Dr. Micha­el Pschyrem­bel, der das Pro­jekt auf Sei­ten von Oer­li­kon Ley­bold Vacu­um verantwortet.

Die Anfor­de­run­gen sind enorm, weil das Heli­um­plas­ma bei Tem­pe­ra­tu­ren von meh­re­ren Mil­lio­nen Grad erzeugt wird. Dafür muss das Gemisch aus Ionen und Elek­tro­nen, von Magnet­fel­dern gehal­ten, berüh­rungs­frei in einem Vaku­um­ge­fäß schwe­ben. Der Ring aus 70 supra­lei­ten­den, 3,5 Meter hohen Magnet­spu­len, von einer ring­för­mi­gen Stahl­hül­le umge­ben, bil­det dabei das Herz­stück der Anla­ge. In einem luft­leer gepump­ten Innen­raum wer­den die Spu­len mit flüs­si­gem Heli­um auf Supra­lei­tungs­tem­pe­ra­tur nahe des abso­lu­ten Null­punk­tes her­un­ter­ge­kühlt. Nach Ein­set­zen der Supra­lei­tung ist der Ener­gie­ver­brauch für das Erzeu­gen des Magnet­fel­des minimal.
Das Erfolgs­er­leb­nis bil­det jedoch erst den Anfang einer gan­zen Rei­he von Expe­ri­men­ten. “Im Jahr 2016 kom­men noch eini­ge Her­aus­for­de­run­gen, und dann folgt der Wech­sel zum eigent­li­chen Unter­su­chungs­ob­jekt, einem Was­ser­stoff­plas­ma“, sagt der Pro­jekt­lei­ter des IPP, Pro­fes­sor Dr. Tho­mas Klin­ger. Dann wird es rich­tig heiß, denn die Was­ser­stoff­plas­men wer­den bei Tem­pe­ra­tu­ren von bis zu 100 Mil­lio­nen Grad erzeugt.
Dr. Mar­tin Fül­len­bach, CEO von Oer­li­kon Ley­bold Vacu­um freut sich über die Nach­richt: „Die­ser Erfolg macht uns stolz und ver­deut­licht ein­mal mehr, dass unse­re tech­no­lo­gisch füh­ren­den Lösun­gen einen wich­ti­gen Bei­trag zu bahn­bre­chen­den For­schungs­er­geb­nis­sen leisten.”