Wendelstein 7-X 04.12.2017, 12:34 Uhr

Virtueller Spaziergang durch Deutschlands größten Fusionsreaktor

Normalsterbliche können den größten Fusionsreaktor der Welt vom Typ Stellarator nie betreten. Im Wendelstein 7-X werden Temperaturen von 100 Millionen Grad erzeugt. Doch wenigstens virtuell kann man den Reaktor in Greifswald jetzt erkunden. Und bekommt von den Wissenschaftlern erklärt, wie der Reaktor funktioniert.

Plasmakammer im Fusionsreaktor Wendelstein 7 X

Bis direkt in die Plasmakammer, wo Temperaturen bis zu 100 Millionen Grad Celsius herrschen, kann man beim virtuellen Rundgang durch den Fusionsreaktor Wendelstein 7-X vordringen.

Foto: IPP

Wer die Einladung annimmt, virtuell durch den weltweit größte Fusionsreaktor vom Typ Stellarator zu spazieren, der stolpert von einem faszinierenden Blick zum nächsten. Das Max-Planck-Institut für Plasmaphysik in Garching bei München hat Wendelstein 7-X in Greifswald an der Ostsee gebaut. Er ist die Vorstufe zu einer Anlage, die Strom durch Fusion erzeugt, das Verschmelzen der Wasserstoffarten (Isotope) Deuterium und Tritium.

Was normalerweise streng abgeschottet ist, wird jetzt anschaulich. Die Forscher haben eine interaktive Homepage ins Netz gestellt, die einen tiefen Einblick in die Anlage gewährt.

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
Stadtbetrieb Wetter (Ruhr)-Firmenlogo
Bauingenieur/in (m/w/d) Fachrichtung Tiefbau / Straßenbau Stadtbetrieb Wetter (Ruhr)
Wetter (Ruhr) Zum Job 
Stadtwerke München GmbH-Firmenlogo
Brandschutzbeauftragte*r mit Zusatzfunktionen Tram (m/w/d) Stadtwerke München GmbH
München Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Planungsingenieur (w/m/d) Streckenplanung Die Autobahn GmbH des Bundes
Uwe Wenzel WW-Personalkonzepte e.K.-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur (m/w/d) Wärmepumpensysteme und Regelungen Uwe Wenzel WW-Personalkonzepte e.K.
Großraum Hamburg Zum Job 
Landeshauptstadt München-Firmenlogo
Verkehrsingenieur*innen für die Verkehrswende (w/m/d) Landeshauptstadt München
München Zum Job 
Framatome-Firmenlogo
Ingenieur (m/w/d) für nukleare Entsorgung Framatome
Karlstein am Main, Erlangen Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur als Bauwerksprüfer (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Berliner Stadtreinigungsbetriebe (BSR)-Firmenlogo
Projektingenieurin / Projektingenieur (w/m/d) Verfahrenstechnik Berliner Stadtreinigungsbetriebe (BSR)
Technische Universität Graz-Firmenlogo
Universitätsprofessur für Nachhaltige Antriebssysteme und angewandte Thermodynamik (m/w/d) Technische Universität Graz
Graz (Österreich) Zum Job 
Berliner Stadtreinigungsbetriebe (BSR)-Firmenlogo
Projektingenieurin / Projektingenieur (w/m/d) Elektrotechnik Berliner Stadtreinigungsbetriebe (BSR)
Lübeck Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
(Umwelt-)Ingenieur (w/m/d) für Boden, Abfall, Altlasten und Georisiken Die Autobahn GmbH des Bundes
Nürnberg Zum Job 
Fuest Familienstiftung-Firmenlogo
Bauzeichner, Bautechniker oder Innenarchitekt (m/w/d) Fuest Familienstiftung
Timm Technology GmbH-Firmenlogo
Sales Manager / Vertriebsingenieur (m/w/d) Timm Technology GmbH
Reinbek Zum Job 
Caljan GmbH-Firmenlogo
Maschinenbauingenieur / Konstrukteur Sondermaschinenbau (m/w/d) Caljan GmbH
Halle (Westfalen) Zum Job 
Stadtwerke München GmbH-Firmenlogo
(Senior) Projektmanager*in Niederspannung (m/w/d) Stadtwerke München GmbH
München Zum Job 
DFS Deutsche Flugsicherung GmbH-Firmenlogo
Ingenieur* Produktmanagement für Navigationsdienste DFS Deutsche Flugsicherung GmbH
Langen (Hessen) Zum Job 
VAHLE-Firmenlogo
Ingenieur Automatisierungs- und Steuerungstechnik (m/w/d) VAHLE
Kamen, Großraum Dortmund Zum Job 
Grünecker Patent- und Rechtsanwälte PartG mbB-Firmenlogo
Patentingenieur (m/w/d) der Fachrichtung Physik und/oder Elektrotechnik mit der Möglichkeit zur Ausbildung zum "European Patent Attorney (m/w/d/)" Grünecker Patent- und Rechtsanwälte PartG mbB
München Zum Job 
DFS Deutsche Flugsicherung GmbH-Firmenlogo
Flugsicherungsingenieur (w/m/d) DFS Deutsche Flugsicherung GmbH
Grünecker Patent- und Rechtsanwälte PartG mbB-Firmenlogo
Europäischer Patentanwalt (m/w/d) der Fachrichtung Physik, Informatik, Elektrotechnik oder Nachrichtentechnik Grünecker Patent- und Rechtsanwälte PartG mbB
München Zum Job 

Bizarr geformtes Plasmagefäß

Es beginnt mit einem langsamen Schwenk durch den Torusraum, in dessen Zentrum der Reaktor steht. Das ist ein ringförmiger, bizarr geformter Behälter, das so genannte Plasmagefäß. „Gehe ins Plasmagefäß“ lautet ein Button. Wer ihn anklickt, gelangt dahin, wo im Betrieb eine Temperatur von 100 Millionen Grad Celsius herrscht.

Divertoren im Wendelstein 7 X

Diese Wandplatten sind mit Grafit beschichtet. Dadurch wird verhindert, dass sich Atome aus dem Metallplatten lösen und ins Plasma geraten und so die Temperatur abkühlen.

Quelle: IPP

In dem silbrig glänzenden Raum hockt die Physikerin Dorothea Gradic. Sie erklärt in einfachen Worten, was dort geschieht, wenn Wendelstein 7-X läuft. Fusionen finden dann noch nicht statt. Erhitzt wird lediglich Wasserstoff, der sich dabei in ein Plasma verwandelt. Elektronen und Atomkerne trennen sich voneinander, so dass die Wolke magnetisch beeinflussbar ist. Das ist nötig, damit das Plasma die Wände der Kammer nicht berührt. Derartigen Temperaturen hält natürlich kein Werkstoff stand.

Grafit-Kleid für die Wand

Es passiert allerdings immer wieder, dass einzelne Teilchen ausbüxen und einzelne Atome aus der Wand schlagen. Diese senken die Temperatur des Plasmas, so dass der – in späteren Versuchen stattfindende – Fusionsprozess gestoppt wird. Dagegen helfen Divertoren, die während des jüngsten Umbaus installiert wurden, erfährt man unter dem Button „Ein Grafit-Kleid für die Wand“. Divertoren sind Verkleidungen aus Grafit. Die kühlende Wirkung von Kohlenstoffteilchen, die bei Kollisionen mit dem Plasma herausgeschlagen werden, ist nicht so groß wie die von Metallpartikeln.

Forscher im Fusionsreaktor Wendelstein 7 X

Den Forschern kann man beim Rundgang auch bei der Arbeit zuschauen und sich in Videos erklären lassen.

Quelle: IPP

„Gehe in den Strahlenkanal“ ist ein anderer Button. Hier gelangt man in einen Bereich, in dem drei verschiedene Heizsysteme dafür sorgen, dass die benötigte Temperatur erreicht wird. Eine davon ist ein Mikrowellensystem, das genauso funktioniert wie der gleichnamige Küchenhelfer. Die zehn installierten Sender kommen auf eine Leistung von gigantischen 8500 Kilowatt. Die Geräte, die in der Küche eingesetzt werden, erreichen meist nicht mehr als ein Kilowatt. Eingeschleust wird die Leistung durch runde Fenster aus synthetischem Diamant mit einem Durchmesser von 90 Millimetern. Auf den Weg gebracht werden die Mikrowellen mit Hilfe von zahlreichen Spiegeln.

50 supraleitende Spulen

Die bizarre Form des Plasmagefäßes kann man kaum erahnen. Es wird von 50 nicht minder bizarr geformten supraleitenden Spulen verhüllt. Diese haben eine Betriebstemperatur von minus 270 Grad Celsius. Strom fließt in ihnen vollkommen widerstandslos. Sie bilden ein Magnetfeld, das das Plasma wie ein Käfig umschließt, so dass es nicht mit den Wänden in Berührung kommt.

Das erste Wasserstoffplasma in Wendelstein 7 X

Das erste Wasserstoffplasma in Wendelstein 7-X dauerte eine viertel Sekunde und erreichte eine Temperatur von rund 80 Millionen °C. Jetzt wird der Reaktor aufgerüstet, um deutlich längere Pulsare erzeugen zu können.

Quelle: IPP

2015 war es den Forschern erstmals nach 20 Jahren vorbereitender Arbeiten gelungen, im Wendelstein 7-X ein Plasma aus Helium zu erzeugen. Helium wurde genutzt, weil das leichter funktioniert als ein Plasma aus Wasserstoff. Ein Plasma aus Wasserstoff gelang den Forschern 2016 erstmals – eine Viertel Sekunde lang. Die erreichte Temperatur betrug 80 Millionen Grad Celsius.

Wer sich durch alle Bilder geklickt hat – meist lassen sich die Darstellungen noch heranzoomen –, weiß in etwa, wie die Hightech-Maschine in der Hansestadt an der Ostsee funktioniert. Und es macht Spaß, in die Geheimnisse der Fusionsreaktoren einzudringen. Das Institut hat bereits Erfahrung mit interaktiven Begehungen von Fusionsanlagen. Asdex, ein Fusionsexperiment vom Typ Tokamak, das in Garching steht, lässt sich ebenfalls virtuell besuchen.

Ein Beitrag von:

  • Wolfgang Kempkens

    Wolfgang Kempkens studierte an der RWTH Aachen Elektrotechnik und schloss mit dem Diplom ab. Er arbeitete bei einer Tageszeitung und einem Magazin, ehe er sich als freier Journalist etablierte. Er beschäftigt sich vor allem mit Umwelt-, Energie- und Technikthemen.

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.