Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, Teilinstitut Greifswald

Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, Teilinstitut Greifswald

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

Wendelsteinstraße 1
17491 Greifswald
Telefon: +49 3834 88-1000
Fax: +49 3834 88-2009

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.

Bettina Martin, Sibylle Günter und Bettina Stark-Watzinger stehen mit Bauhelmen vor einem Gerüst und einem Gewirr von Leitungen, die Teil von Wendelstein 7-X sind.

Bundesforschungsministerin Bettina Stark-Watzinger und Landesministerin Bettina Martin besuchen die Greifswalder Forschungsanlage zum Abschluss der letzten Ausbaustufe

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Wendelstein 7-X zeigt, dass sich Energieverluste in Fusionsanlagen des Stellaratortyps deutlich reduzieren lassen

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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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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

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Das 360-Grad-Panorama der Greifswalder Fusionsanlage erlaubt eine Reise in das Plasmagefäß

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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.

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.

Momentan sind keine Angebote vorhanden.

Beim Entwurf eines Stellarator-Fusionskraftwerks soll ein „digitaler Zwilling“ helfen, die Auswirkung neuer Technologien, physikalischer Erkenntnisse oder Unsicherheiten zu untersuchen. So könnte man eine nahezu endlose Zahl alternativer Entwürfe parallel untersuchen. Um das Zusammenwirken der Systemkomponenten beschreiben zu können, müssen sie zunächst individuell modelliert werden. In den letzten Jahren ist es im IPP weltweit erstmalig gelungen, eine Reihe dieser Modelle für ein Stellarator-Kraftwerk zu entwickeln und in einer Simulationsplattform zusammenzuführen. 

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Die Fusionsanlage Wendelstein 7-X, ein optimierter Stellarator, der seit Dezember 2015 im IPP in Greifswald arbeitet, wird schrittweise in Betrieb genommen. Wurde das Plasma in den ersten beiden Experimentierphasen zunächst durch einen materiellen Limiter und dann auf magnetische Weise mit einem ungekühlten Divertor nach außen begrenzt, wird zurzeit eine Wasserkühlung eingebaut. Sie soll in Wendelstein 7-X halbstundenlange Plasmaentladungen bei hoher Heizleistung möglich machen.

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Turbulenzstabilisation in Stellaratoren

2019 Helander, Per

Plasmaphysik

Eine der größten Aufgaben der Fusionsforschung ist es, den heißen Brennstoff gut wärmeisoliert einzuschließen. Energieverluste, vor allem durch Turbulenz, müssen möglichst klein bleiben. Im Stellarator Wendelstein 7-X gelang es durch Einschießen von Pellets, Kügelchen aus gefrorenem Wasserstoff, einen Plasmazustand mit niedriger Turbulenz einzustellen. Die Wärmeisolation verdoppelt sich – ein Phänomen, das als Folge der besonderen Geometrie des Magnetfeldes von Wendelstein 7-X theoretisch vorhergesagt wurde. Diese Erwartung wurde inzwischen durch numerische Turbulenzsimulationen untermauert.

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Von Juli bis November 2018 lief die zweite Betriebsphase der Kernfusions-Experimentieranlage Wendelstein 7-X. Hierbei wurde der neu installierte Divertor getestet. Er dient dazu, Teilchen und Energie aus dem Plasma abzuführen. Es wurden hohe Werte für Dichte, Temperatur und Energieinhalt des Plasmas sowie lange Entladungsdauern bis zu 100 Sekunden erzielt – Rekordergebnisse für Fusionsanlagen vom Typ Stellarator.

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Neutralteilchenheizung an Wendelstein 7-X

2017 Bernd Heinemann, Dirk Hartmann

Plasmaphysik

Der Aufbau der Neutralteilchenheizung für die Fusionsanlage Wendelstein 7-X wird demnächst abgeschlossen. Die neue Anlage soll ab Sommer 2018 zusätzlich zu der bestehenden Mikrowellenheizung einsatzbereit sein. Maximal sieben Megawatt kann sie zum Aufheizen in das Plasma einstrahlen.

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