Max-Planck-Institut für Plasmaphysik

Max-Planck-Institut für Plasmaphysik

Die Forscher des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik wollen das Feuer der Sonne auf die Erde holen. Ein Fusionskraftwerk soll Energie erzeugen, indem Deuterium- und Tritium-Kerne, zwei schwere Isotope des Wasserstoffs, zu Helium verschmelzen. Das Fusionsfeuer zündet in einem über 100 Millionen Grad Celsius heißen Plasma, das berührungsfrei in einem Magnetfeld eingeschlossen wird. Der internationale Testreaktor ITER soll zeigen, dass die Reaktion mehr Energie liefert, als aufzuwenden ist, um die hohe Zündtemperatur aufrechtzuerhalten. Dazu erforschen die Wissenschaftler unterschiedliche Anlagentypen und die Prozesse, die darin ablaufen. In Garching wird ASDEX Upgrade betrieben, im Teilinstitut Greifswald Wendelstein 7-X, die weltweit größte Fusionsanlage vom Bautyp Stellarator. In Experiment und Theorie wird hier untersucht, wie sich die Fusionsbedingungen am effizientesten schaffen lassen. Nicht zuletzt werden im IPP auch die sozio-ökonomischen Bedingungen studiert, unter denen die Kernfusion zum künftigen Energiemix beitragen kann.

Kontakt

Boltzmannstr. 2
85748 Garching
Telefon: +49 89 3299-01
Fax: +49 89 3299-2200

Promotionsmöglichkeiten

Dieses Institut hat keine International Max Planck Research School (IMPRS).

Es gibt jedoch die Möglichkeit zur individuellen Promotion bei den Direktoren bzw. Direktorinnen und in den Forschungsgruppen.

Abteilung Stellarator-Szenario-Entwicklung

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Abteilung Numerische Methoden in der Plasmaphysik

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Abteilung Tokamak: Rand- und Divertorphysik

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Abteilung Stellarator-Optimierung

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Abteilung Tokamak-Szenario-Entwicklung

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0,2 Milligramm Plasmabrennstoff liefern so viel Energie wie zwei Kilogramm Kohle

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Die Vizepräsidentinnen und der Vizepräsident der Max-Planck-Gesellschaft: Asifa Akhtar, Claudia Felser, Christian Doeller und Sibylle Günter (von links oben nach rechts unten)

Drei Vizepräsidentinnen und ein Vizepräsident bilden das neue Spitzenteam. Damit sind auch im Verwaltungsrat die Frauen in der Mehrheit

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Bildtafel, Stellungnahme

Das Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) wurde am 12. Juni 2022 Opfer eines Cyberangriffs über den Schadcode EMOTET

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Ein hell rötlich leuchtendes Plasma in einem dunklen, ringförmigen Plasmagefäß.

Europäisches Gemeinschaftsexperiment bereitet Übergang zum Großprojekt Iter vor

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Am 21. März 1991 erzeugte die Experimentieranlage Asdex Upgrade am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik in Garching das erste Plasma. Seitdem wurde die Anlage immer weiter ausgebaut und verbessert.

Mit der Integration des IPP in die Max-Planck-Gesellschaft schlägt das Institut ein neues Kapitel in seiner Geschichte auf, die bis zu Werner Heisenberg zurückreicht

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Gefangen im Magnetkäfig: Um künftig durch Kernfusion Energie gewinnen zu können, bändigen Forschende mehr als 100 Millionen Grad Celsius heiße Plasmen mit Magnetfeldern, sodass die Gemische aus geladenen Teilchen berührungsfrei in ringförmigen Vakuumgefäßen schweben.

Im Dezember 2022 hat die National Ignition Facility in den USA einen Durchbruch in der Fusionsforschung verkündet. Die Kernfusion verspricht eine saubere und praktisch unerschöpfliche Energiequelle. Diese anzuzapfen, daran arbeitet auch das Max-Planck-Institut für Plasmaphysik. Seine wissenschaftliche Direktorin Sibylle Günter und der emeritierte Direktor Karl Lackner ordnen ein, wo einige der staatlichen und privaten Fusionsprojekte stehen – auch im Vergleich zu den Konzepten, an denen ihr Institut forscht.

Es wäre eine völlig neue Energiequelle: Die Kernfusion soll die Kraft der Sonne auf die Erde holen. Einen Weg zu dieser Form der Energieerzeugung verfolgen Forscher um Thomas Klinger, Direktor am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik in Greifswald, mit der Anlage Wendelstein 7-X.

Die wissenschaftliche Basis für einen Fusionsreaktor zu festigen – mit diesem Ziel ist Sibylle Günter als  Wissenschaftliche Direktorin am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik angetreten. Doch seit der Abkehr von der Kernspaltung hat es in der Politik auch die Kernfusion schwer.

Das Sonnenfeuer auf die Erde holen – aus dieser Vision soll Wirklichkeit werden. Doch zuvor müssen die Forscher noch viele Schwierigkeiten meistern, bis uns eines Tages der erste Fusionsreaktor mit dieser sauberen Energie versorgt.

Projektingenieur*in

Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, Garching 12. Juni 2024

Ingenieur*in Versorgungstechnik HLSK

Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, Garching 12. Juni 2024

Hausmeister*in

Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, Garching 10. Juni 2024

Kernfusion: Wie sich der Plasmarand kontrolliert kühlen lässt

2023 Stroth, Ulrich

Plasmaphysik Quantenphysik Teilchenphysik

In Fusionsplasmen entstehen so große Wärmeleistungen, dass die Wände des sie umgebenden Vakuumgefäßes Schaden nehmen könnten. Der X-Punkt-Strahler, ein neu entdecktes physikalisches Phänomen, zeigt Wege auf, diese Belastung in künftigen Fusionsreaktoren deutlich zu verkleinern. Die damit geformten Plasmen zeichnen sich außerdem durch weitere günstige Eigenschaften aus.  

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Effiziente Algorithmen für energiereiche Plasmateilchen

2021 Possanner, Stefan; Sonnendrücker, Eric

Plasmaphysik

Energiereiche Teilchen in Plasmen sind häufig Ursache interessanter Welle-Teilchen-Wechselwirkungen, welche die Stabilität des Plasmas fundamental beeinflussen. In von Magnetfeldern eingeschlossenen Fusionsplasmen können sie zum Beispiel spezielle Schwingungsformen anregen. Wir entwickeln neuartige numerische Verfahren zur Simulation solcher Phänomene und kombinieren dabei effiziente Fluidmodelle zur Beschreibung der Welle mit aufwendigeren kinetischen Modellen zur Beschreibung der Teilchen. 

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Virtuelle Experimente zu Randinstabilitäten in Fusionsplasmen

2020 Cathey, Andres; Hölzl, Matthias; Günter, Sibylle

Plasmaphysik

Auf dem Weg zu einem Fusionskraftwerk, das die Verschmelzung von Atomkernen zur Energiegewinnung nutzt, sind noch einige Probleme zu lösen, darunter das Verständnis und die Kontrolle großräumiger Plasmainstabilitäten. Dazu gehören Edge-Localized Modes, periodische Instabilitäten am Plasmarand, die in weniger als einer Millisekunde zehn Prozent der Plasmaenergie ausschleudern können. In numerischen Simulationen ist es jetzt erstmals gelungen, ihre volle nichtlineare Dynamik über mehrere Zyklen hinweg zu berechnen und dabei die meisten experimentellen Beobachtungen zu reproduzieren.

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Maßgeschneiderte Leistungsabfuhr für zukünftige Fusionskraftwerke

2019 Stroth, Ulrich; Wischmeier, Marco

Plasmaphysik

Extreme Leistungen aus dem heißen Plasma eines künftigen Fusionskraftwerks auf schonende Weise auf die umgebenden materiellen Oberflächen abzuführen, ist eine zentrale Herausforderung für die Wissenschaft. In Experimenten an den Fusionsanlagen ASDEX Upgrade in Garching sowie an JET in Culham/Großbritannien wurden dazu geeignete Plasma­szenarien entwickelt. Hierbei spielt die gezielte Verunreinigung des Wasserstoff­plasmas durch Zugabe von Fremdatomen eine wichtige Rolle.

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Optimierte Radiowellen-Heizung für Fusionsplasmen

2018 Noterdaeme, Jean-Marie; Bobkov, Volodymyr

Plasmaphysik

Eine bewährte Methode, Plasmen in Fusionsanlagen auf viele Millionen Grad aufzuheizen, ist die Einstrahlung von Radiowellen mit der Ionen-Zyklotronfrequenz. Für Plasmagefäße mit metallenen Wänden, wie sie für ein künftiges Kraftwerk vorgesehen sind, hatte diese Heizmethode jedoch bislang einige Nachteile. Jetzt ist es gelungen, die Antenne, welche die Wellen in das Plasma einstrahlt, so zu optimieren, dass die Radiowellenheizung mit metallischen Wänden verträglich wird.

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