Wendelstein 7-X beginnt mit Testläufen

Der größte Energieversorger der Erde ist die Sonne. Seit einigen Jahrzehnten arbeiten Forscher auf der ganzen Welt daran, ihr Fusionsprinzip im Labor nachzuahmen und zukünftig für Kraftwerke zu verwenden. Ein wichtiges Experiment auf dem Weg dorthin ist die weltweit größte Fusionsanlage des Typs „Stellarator“, Wendelstein 7-X, in Greifswald. Nachdem ihre Hauptmontage nun abgeschlossen ist, beginnen die Betriebsvorbereitungen und damit die finalen Tests aller technischen Systeme.

In der Sonne und in anderen Sternen verschmelzen unter hohem Druck und hoher Temperatur Wasserstoffkerne zu Heliumkernen. Da ein Heliumkern eine geringere Masse hat als die insgesamt vier fusionierenden Wasserstoffkerne wird bei diesem Prozess die Differenz der Massen in Form von Energie frei. In Fusionsreaktoren soll diese Energie zur Stromerzeugung genutzt werden – dabei muss die Fusion anders als im Sterninneren bei geringem Druck und sehr hoher Temperatur stattfinden: Da die Kerne erst bei Temperaturen von über einhundert Millionen Grad verschmelzen muss das Plasma mithilfe von Magnetfeldern frei schwebend gehalten werden, damit es nicht die kühlen Wände berührt.

Querschnitt durch ein Segment von Wendelstein 7-X

Es gibt zwei verschiedene Bauweisen für Fusionsreaktoren, um das schwebende Plasma zu realisieren: Stellaratoren und Tokamaks. Obwohl Tokamaks einfacher im Aufbau sind – sie besitzen eine einfache Ringform –, können sie nur für wenige Minuten betrieben werden, da es zu hohen Stromflüssen im Plasma kommt. Im Gegensatz dazu eignen sich Stellaratoren zum Dauerbetrieb, da das Magnetfeld nur durch äußere Spulen erzeugt wird. Bei Wendelstein 7-X – einem Stellarator – sind 70 Spulen Spulen auf ein Plasmagefäß aufgefädelt, von denen jede eine individuelle Form hat um die komplizierte Orientierung des Magnetfeldes zu erzeugen.

Bis heute sind die einfacher gebauten Tokamaks führend, doch Wendelstein 7-X gilt als Schlüsselexperiment um die Stellaratortechnologie weiter nach vorne zu bringen. Die Hülle der Anlage ist nun geschlossen und der Betrieb wird vorbereitet. „Wenn alles gut funktioniert, kann man in ungefähr einem Jahr das erste Plasma erzeugen“, sagt Thomas Klinger, Projektleiter vom Max-Planck-Institut für Plasmaphysik