Spulen für Wendelstein 7-X einsatzbereit

Die letzte der insgesamt siebzig Magnetspulen für das Fusionsexperiment wurde erfolgreich auf ihre Funktionsfähigkeit getestet.

Die Forschungsanlage Wendelstein 7-X wird gegenwärtig am Standort Greifswald des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik (IPP) aufgebaut und wird nach der Fertigstellung die weltweit größte Fusionsanlage vom Typ Stellarator sein. Sie hat die Aufgabe, die Kraftwerkseignung dieses Bautyps im Dauerbetrieb zu testen.

Die etwa 3,5 Meter hohen und jeweils sechs Tonnen schweren supraleitenden Magnetspulen sind eine Schlüsselkomponente und werden den magnetischen Käfig erzeugen, der das viele Millionen Grad heiße Fusionsplasma einschließt. Ihre bizarren Formen sind das Ergebnis ausgefeilter Optimierungsrechnungen: Sie sollen einen besonders stabilen und wärmeisolierenden magnetischen Käfig für das Plasma erzeugen. Wegen der angestrebten langen Pulszeiten wurden zum Bau der Magnete supraleitende Stromleiter benutzt. Mit flüssigem Helium auf Tieftemperatur nahe dem absoluten Nullpunkt abgekühlt, verbrauchen sie nach dem Einschalten kaum Energie. Um das Magnetfeld verändern zu können, wird ein zweiter Satz von zwanzig flachen, ebenfalls supraleitenden Spulen überlagert.

Zur Prüfung der Betriebseigenschaften wurden alle siebzig Spulen im Anschluss an die Fertigung zu einer Testanlage der französischen CEA nach Saclay bei Paris transportiert. Ziel war es, die Funktionstüchtigkeit und Lebensdauer der teuren Hightech-Bauteile sicherzustellen, um später beim Betrieb aufwändige Reparaturen zu vermeiden. In der eigens dafür entwickelten Testanlage wurden die auf Tieftemperatur abgekühlten Spulen einer Vielzahl von elektrischen und mechanischen Tests unterworfen. Insbesondere wurde untersucht, wie sie sich  beim so genannten Quench verhalten: Dabei verliert die Spule schlagartig ihre Supraleitungseigenschaften und wird zu einem normalen Leiter. Diese hohe Belastung mussten die Spulen unbeschadet überstehen und nach erneuter Abkühlung wieder so supraleitend sein wie zuvor.

Hatte eine Spule alle Tests erfolgreich durchlaufen, wurde sie zur Montage in das IPP nach Greifswald weitertransportiert. Andernfalls ging sie zur Behebung des Problems zurück zum Hersteller. Die erste Spule kam im Juni 2003 in Saclay an; inzwischen haben alle siebzig ihre Prüfung bestanden und sich dabei als ausgesprochen robust gezeigt. „Mit der so erwiesenen hohen Qualität dieser wichtigen Bauteile sind wir zuversichtlich, dass der Magnetkäfig von Wendelstein 7-X zuverlässig funktionieren wird“, sagte Thomas Klinger vom Max-Planck-Institut für Plasmaphysik.

IPP

 AH