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Konzepte von Fusionsreaktortypen, technischer Stand, Entsorgung Christoff Klinkicht | 7.7.2011 | HS Physik.

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Präsentation zum Thema: "Konzepte von Fusionsreaktortypen, technischer Stand, Entsorgung Christoff Klinkicht | 7.7.2011 | HS Physik."—  Präsentation transkript:

1 Konzepte von Fusionsreaktortypen, technischer Stand, Entsorgung Christoff Klinkicht | | HS Physik

2 Inhalt Tokamak (ITER) Zielsetzung Aufbau Fusionskraftwerk Stellarator (Wendelstein 7-X) Ziele Charakteristika Verlauf der Fusionsexperimente Abfall / Entsorgung Quellen / Diskussion

3 Zielsetzung ITER = International thermonuclear experimental reactor (Apronym: lat. Weg) nach Tokamak - Prinzip (russ.: Toroidale Kammer im Magnetfeld) Technische Machbarkeit + Gebrauchstauglichkeit der Energiegewinnung aus Kernfusion demonstrieren. Zehnfache Energieausbeute Einsatz von supraleitenden Magnetspulen Eigenständige Tritiumerbrütung Komplette Fernsteuerung Zukunftsweisend für Demonstrationsreaktor DEMO

4 Daten: Gesamtradius: 10,7 m Großer Plasmaradius: 6,2 m Plasmavolumen: 837 m 3 Masse des Plasmas: 0,5 g Magnetfeld: 5,3 T Maximaler Plasmastrom: 15 MA Heizleistung und Strombetrieb: 73 MW Fusionsleistung: 500 MW Mittlere Temp.: 100 Mil. °C Brenndauer jedes Pulses: > 400 s Kosten: 16 Mrd. ITER

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9 Vakuumbehälter

10 Doughnutförmiger doppelwandiger Behälter aus Edelstahl Luftdicht verschlossener Plasmabehälter, in dem Plasmastrom zirkuliert ohne Wände zu berühren Wasserkühlung notwendig 44 Anschlüsse zum Vakkumbehälter für Fernsteuerung, diagnostische Systeme und externe Heizung Erzeugung des Vakuums dauert 24-48h

11 Blanket

12 440 Blanket-Module an Innenwand des Vakuumgefäßes – 1 x 1,5 Meter, 4,6 Tonnen Abschirmung gegen hochenergetische Neutronen, die bei Kernfusion entstehen Abbremsen der Neutronen für: – Kühlmittelerwärmung – Tritiumerbrütung Erste Wand: Beryllium zweite Wand: Kupfer + Edelstahl Sehr Anspruchsvolles Bauteil, besonders Tritiumerbrütung

13 Magnete

14 10.000t von supraleitenden Magneten für Plasmaformung/-Eindämmung 18 toroidal, 6 poloidal, 1 zentral + Zusatzspulen Gekühlt bei 4K: starkes Magnetfeld (13T)

15 Toroidale Magnetspulen Plasmaeinschluss 11,8 T

16 Poloidale Magnetspulen Plasmaeinschluss + Plasmaformung + Plasmastabilität Feld induziert durch Magnete und Strom

17 Zentral-Magnet Großer Transformator, der Haupt-Plasma-Strom induziert Führt Feldlinien in Divertorregion Muss hohe Belastungsfähigkeit aufweisen

18 Stromheizung

19 Externe Heizung

20 Um Kernfusion einzuleiten muss Wasserstoff-Plasma auf 150 Millionen °C erhitzt werden Ohmsche Heizung Neutralteilchen-Einschuss Hochfrequente elektromagnetische Wellen für Ionen und Elektronenheizung (40- 55MHz bzw. 170 GHz).

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