Plasma-Ausbrüche erfolgreich geschwächt

Die komplexe Wechselwirkung zwischen den geladenen Plasmateilchen und dem einschliessenden Magnetfeld führt im Tokamak zu unterschiedlichsten Störungen des Plasmaeinschlusses. Darunter fallen sogenannte Edge Localized Modes (ELM). Dabei verliert das Randplasma kurzzeitig seinen Einschluss und wirft periodisch Plasmateilchen und -energie gebündelt und schlagartig nach aussen auf die Gefässwand. Bis zu einem Zehntel des gesamten Energieinhalts kann so ausgeschleudert werden. Dies können mittelgrosse Fusionsanlagen der heutigen Generation zwar verkraften, jedoch verunmöglicht die Erscheinung bei künftigen Grossanlagen wie dem Iter einen Dauerbetrieb. Forscher des Iter-Projekts sind deshalb an den Resultaten des Max-Planck-Instituts interessiert und haben einen für letztes Jahr erwarteten Auslegungsentscheid zur Beherrschung dieses Problems vertagt.

Gänzlich unwillkommen ist diese ELM-Instabilität aber nicht, weil dadurch unerwünschte Verunreinigungen aus dem Plasma herausgeworfen werden. Die Forscher möchten deshalb die Plasmaausbrüche zum einen schwächen, zum anderen deren Häufigkeit erhöhen.

Effekt der Regelspulen

Kurz nachdem der Strom in den neuen Kontrollspulen eingeschaltet wurde, schwächten sich die ELM-Einschläge ab, berichtete das Institut. Sie traten aber immer noch häufig genug auf, um die Ansammlung von Verunreinigungen im Plasma zu verhindern. Der Einschluss des Hauptplasmas blieb erhalten. Ihre ursprüngliche Schlagkraft gewannen die ELM erst bei abgeschaltetem Spulenfeld wieder zurück. Leider können diese Erkenntnisse nicht einfach in Grossanlagen wie den Iter integriert werden, da der Plasmarand des Iter mit kleineren Anlagen wie dem Asdex Upgrade nur beschränkt simuliert werden kann. Es ist daher umso wichtiger, die Vorgänge bei der ELM-Unterdrückung genau zu verstehen.

Die Möglichkeiten der Kontrollspulen an Asdex Upgrade sind noch lange nicht ausgereizt. Das IPP plant, ab 2012 mit acht weiteren Spulen eine Vielzahl neuer Untersuchungen durchzuführen.