Joint European Torus


Joint European Torus

Joint European Torus (JET) ist eine europaweit gemeinsam betriebene Versuchsanlage in Culham (Großbritannien) zur Entwicklung von Kernfusionsreaktoren des Typs Tokamak. JET ist zurzeit die weltweit größte Fusionsanlage.

Das Projekt verfolgt als Ziel die Untersuchung der Zündbedingungen des Plasmas und verschiedener Aspekte eines künftigen realen Fusionskraftwerks und soll den Weg für das ITER Projekt ebnen.

Geschichte

Das JET-Projekt wurde 1973 von den Mitgliedern der Europäischen Gemeinschaft beschlossen und mit den Entwurfsarbeiten begonnen. 1977 wurde Culham in England als Standort festgelegt und mit dem Bau begonnen. 1978 wurde die das JET betreibende Gesellschaft JET Joint Undertaking gegründet. Am 25. Juni 1983 wurde im Reaktor das erste Plasma erzeugt und am 9. April 1984 wurde die Anlage offiziell durch Königin Elisabeth II. eingeweiht. Erster Direktor war Hans-Otto Wüster (bis 1985), gefolgt von Paul-Henri Rebut (1985 bis 1992), Martin Keilhacker (1992 bis 1999), Jean Jacquinot (1999), Jérôme Paméla (2000-2006) und Francesco Romanelli (ab 2006).

Die Forschungen am JET standen in Konkurrenz zum US-amerikanischen Projekt TFTR an der Princeton University. Am 9. November 1991 wurden erste nennenswerte Erfolge bei der Energieerzeugung mittels Kernfusion verzeichnet. Man schaffte es, für zwei Sekunden ein energielieferndes Plasma herzustellen – die erste kontrollierte Kernfusion der Geschichte.[1] Dabei kam es mit einem Deuterium-Tritium-Mischungsverhältnis 86:14 zu einer Leistung von 1,8 Megawatt. 1993 wurde eine Divertor-Anlage nachgerüstet. 1997 wurde mit einem Mischungsverhältnis 50:50, wie es für zukünftige Reaktoren vorgesehen ist, eine Fusionsleistung von 16 Megawatt erreicht, etwa 2/3 der eingekoppelten Heizleistung.[1]

Außerdem wurden 1998 ferngesteuerte Bedienungssysteme für Tokamaks erprobt, die in zukünftigen Reaktoren notwendig sind.

Seit 2000 ist JET dem EFDA (European Fusion Development Agreement) zugeordnet.

Der Nachfolger von JET wird ITER sein, der Ende 2020 fertiggestellt sein soll. Mit ITER soll zum ersten Mal eine positive Energiebilanz erzielt werden.

Technische Daten

Der Tokamak hat rund 15 m Durchmesser bei 12 m Höhe. Das ringförmige Vakuumgefäß hat einen D-förmigem Querschnitt von 4,2 m Höhe und 2,5 m Breite, einen äußeren Durchmesser von 8,4 m und ein Volumen von 200 m3. Das darin magnetisch eingeschlossene Plasma hat einen großen Radius (siehe Torus) von 2,96 m, einen mittleren kleinen Radius von 1,5 m, ein Volumen von 80 bis 100 m3 und eine Masse von weniger als einem Zehntel Gramm. Der Eisenkern zur Kopplung des Stroms in der zentralen Spule mit dem Strom im Plasma, bis 5 Mega-Ampere, wiegt dagegen 2800 Tonnen und besteht aus acht rechteckigen Rahmen mit gemeinsamem zentralen Schenkel. 32 D-förmige Spulen erzeugen das bis zu 4 Tesla starke toroidale Magnetfeld für den Einschluss und benötigen während der Brennphase eines Plasmapulses 250 Megawatt elektrische Leistung, weitere 250 MW teilen sich die verschiedenen Einrichtungen zur Erzeugung von Plasmastrom und -temperatur, wobei der Strom hauptsächlich der Stabilisierung des Plasmas dient, aber auch einige Megawatt zur Heizung beiträgt. Größte Heizquelle ist das Neutralteilchen-Injektionssystem (Neutral Beam Injection System) (netto bis 34 Megawatt), gefolgt von der Ionen-Zyklotron-Resonanzheizung (Ion Cyclotron Resonance Heating, 10 MW) und dem Lower Hybride Current Drive (bis 7 MW), der durch Wanderwellen den Strom treibt. Zum Zünden ist die Leistungsaufnahme deutlich höher, insbesondere des Poloidalfeld-Systems, das deshalb von zwei Schwungradspeichern à 775 Tonnen gespeist wird. Die Pulsdauer ist durch die schnelle Erwärmung der Kupferspulen begrenzt und beträgt, abhängig von der gewünschten Feldstärke, 20 bis 60 Sekunden. Die Pausen dauern 15 Minuten, in denen die Wärme über Kühlkreisläufe zu Kühltürmen transportiert wird (4 × 35 MW) und die Schwungradspeicher geladen werden (2 × 8 MW). Die Umwälzpumpen verbrauchen mehr Energie als durch Kernfusion frei wird.[2][3]

Weblinks

Einzelnachweise

  1. 1,0 1,1 EFDA: History & Anniversaries, eingefügt 1.April 2012
  2. Offizielle Webseite, Main Features
  3. EFDA, Focus on Jet, pdf


51.659166666667-1.2263888888889Koordinaten:

51° 39′ 33″ N, 1° 13′ 35″ W