TU Wien entwickelt Isolatoren für Kernfusions-Anlage „ITER“

www.tuwien.ac.at
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Eine spezielle Kunststoffmischung, die an der TU-Wien entwickelt wurde, soll Magnetspulen für die Kernfusions-Anlage „ITER“ isolieren.

Mit einer Mischung aus Epoxidharz und Cyanatester sollen die Magnetspulen für die in Planung befindliche Kernfusions-Versuchsanlage „ITER“ isoliert und gegen die aggressive Neutronenstrahlung geschützt werden. Entwickelt wurde das Material von Wissenschaftern um Harald Weber vom Atominstitut der Österreichischen Universitäten. Die supraleitenden Magnetspulen werden jenes Magnetfeld erzeugen, welches das eigentliche Brennmaterial des Reaktors einschließt.

Für die Zündung der Kernfusion sind extrem hohe Temperaturen nötig. „Es gibt keinen Werkstoff, der Temperaturen von 150 Millionen Grad aushält“, erklärte dazu Weber gegenüber der APA. Die Technologen machen sich daher dem Umstand zunutze, dass der Brennstoff der Fusion – Wasserstoff-Isotope – bei derartiger Hitze längst als geladene Teilchen, als sogenanntes Plasma, vorliegt und daher in einem Magnetfeld eingeschlossen werden kann.

Um die nötigen Magnetfelder zu schaffen, werden supraleitende Magneten eingesetzt, dafür bedarf es einer Abkühlung auf rund Minus 270 Grad. Neben den extremen Temperaturunterschieden werden die im Fusions-Reaktor eingesetzten Materialien auch noch einer starken Neutronenstrahlung ausgesetzt, die im Inneren von „ITER“ entstehen wird. Alle eingesetzten Werkstoffe müssen diese Strahlung dauerhaft aushalten.

Seit rund zehn Jahren analysieren Weber und sein Team im Rahmen von EURATOM-Forschungsprojekten das Verhalten der verschiedenen Werkstoffe für diese Belastungen. „Eine Mischung aus Epoxidharz (60 Prozent) und Cyanatester (40 Prozent) erweist sich als ideal und somit können wir es als Erfolg werten, dass der Reaktor mit unserem Material gebaut werden soll“, erklärte Weber.

Der rund fünf Milliarden Euro teure Forschungsreaktors soll in Cadarache (Südfrankreich) gebaut und 2018 in Betrieb gehen. Projektpartner sind die Europäische Union als Hauptfinancier sowie die USA, Russland, China, Japan, Indien und Südkorea. Weber hat die Gesamtleitung der österreichischen Aktivitäten auf dem Gebiet der Kernfusion inne.

ITER ist sehr langfristig angelegt. Der Reaktor, in dem Wasserstoff-Atomkerne verschmelzen werden, soll rund 20 Jahre laufen. Eine kommerzielle Stromgewinnung aus Fusionsreaktoren wird aber frühestens in einem halben Jahrhundert erwartet. Die Kernfusion soll ohne die hohen Risiken der Kernspaltung eine praktisch unerschöpfliche Energiequelle erschließen. Sie ahmt den in der Sonne ablaufenden Prozess nach, bei dem die Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium unter Freisetzung großer Mengen Energie zu Helium verschmelzen.

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