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| Joint European Torus (JET) |
Die europäische Kernfusionsversuchsanlage Joint European Torus (JET) steht in Culham (Großbritannien). Sie wurde gebaut um Kernfusionsreaktoren des Typs Tokamak zu entwickeln. Es ist bis zur Fertigstellung des International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) das weltweit größte derartige Experiment. Das Projekt verfolgt als Ziel verschiedene Aspekte eines künftigen realen Fusionskraftwerks wie die Untersuchung der Zündbedingungen des Plasmas und soll den Weg für das Nachfolgeprojekt ITER-Projekt, das 2026 fertiggestellt sein soll ebnen.
Die Forschungen am JET stehen in Konkurrenz zum US-amerikanischen Projekt Tokamak-Fusionstestreaktor (TFTR) an der Princeton University.
Technische Daten
Der Tokamak hat einen Durchmesser von etwa 15 Metern bei einer Höhe von 12 Metern. Das ringförmige Vakuumgefäß hat einen D-förmigen Querschnitt bei einer Höhe von 4,2 Metern, einer Breite von 2,5 Metern, einem äußeren Durchmesser von 8,4 Metern und einem Volumen von 200 Kubikmetern.
Das darin magnetisch eingeschlossene Plasma hat einen großen Radius von 2,96 Metern, einen mittleren kleinen Radius von 1,5 Metern, einem Volumen von 80 bis 100 Kubikmetern und einer Masse von weniger als einem Zehntel Gramm.
Der Eisenkern zur Kopplung des Stroms in der zentralen Spule mit dem Strom im Plasma, bis 5 Megaampere, wiegt 2800 Tonnen und besteht aus acht rechteckigen Rahmen mit gemeinsamem zentralen Schenkel.
32 D-förmige Spulen erzeugen das bis zu 4 Tesla starke toroidale Magnetfeld für den Einschluss und benötigen während der Brennphase einen Plasmapuls von 250 Megawatt elektrischer Leistung, weitere 250 MW teilen sich die verschiedenen Einrichtungen zur Erzeugung von Plasmastrom und -temperatur, wobei der Strom hauptsächlich der Stabilisierung des Plasmas dient, aber auch einige Megawatt zur Heizung beiträgt.
Größte Heizquelle ist das Neutralteilchen-Injektionssystem (Neutral Beam Injection System) (netto bis 34 Megawatt), gefolgt von der Ionen-Zyklotron-Resonanzheizung (Ion Cyclotron Resonance Heating, 10 MW) und dem Lower Hybride Current Drive (bis 7 MW), der durch Wanderwellen den Strom treibt.
Für Fusionen ist die Leistungsaufnahme deutlich höher, insbesondere des Poloidalfeld-Systems, das deshalb von zwei Schwungradspeichern à 775 Tonnen gespeist wird. Die Pulsdauer ist durch die schnelle Erwärmung der Kupferspulen begrenzt und beträgt, abhängig von der gewünschten Feldstärke, 20 bis 60 Sekunden. Die Pausen dauern 15 Minuten, in denen die Wärme über Kühlkreisläufe zu Kühltürmen transportiert wird (4 × 35 MW) und die Schwungradspeicher geladen werden (2 × 8 MW). Die Umwälzpumpen verbrauchen mehr Energie als durch Kernfusion frei wird.
Direktoren
bis 1985: Hans-Otto Wüster
1985 bis 1992: Paul-Henri Rebut
1992 bis 1999: Martin Keilhacker
1999: Jean Jacquinot
2000 bis 2006: Jérôme Paméla
ab 2006: Francesco Romanelli
Geschichte
1973. Die Mitglieder der Europäischen Gemeinschaft beschließen das Projekt. Daraufhin beginnen die Entwurfsarbeiten.
1977. Culham in England wird als Standort festgelegt und mit dem Bau begonnen.
1978. Die Betreibergesellschaft JET Joint Undertaking wird gegründet.
25. Juni 1983. Im Reaktor wird das erste Plasma erzeugt.
9. April 1984. Die Anlage wird von Königin Elisabeth II. offiziell eingeweiht.
9. November 1991. Es werden erste nennenswerte Erfolge bei der Energieerzeugung mittels Kernfusion verzeichnet. Man schaffte es, für zwei Sekunden ein energielieferndes Plasma herzustellen – die erste kontrollierte Kernfusion der Geschichte. Dabei kam es mit einem Deuterium-Tritium-Mischungsverhältnis 86:14 zu einer Leistung von 1,8 Megawatt.
1993. Es wird eine Divertor-Anlage nachgerüstet.
1997. Mit einem Mischungsverhältnis 50:50, wie es für zukünftige Reaktoren vorgesehen ist, wird eine Fusionsleistung von 16 Megawatt erreicht, etwa 2/3 der eingekoppelten Heizleistung.
1998. Es werden ferngesteuerte Bedienungssysteme für Tokamaks erprobt, die in zukünftigen Reaktoren notwendig wären.
2000. JET wird dem EFDA (European Fusion Development Agreement) zugeordnet.
Bilder aus Wikimedia Commons
Joint European Torus (JET), Lizenz: Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported, Urheber: EFDA JET
Quellen