MAST Reaktor und MAST Upgrade

Der Mega-Ampere Spher­i­cal Toka­mak (MAST) ist eine Forschung­sein­rich­tung für Fusion­sex­per­i­mente im britis­chen Wis­senschaft­szen­trum Cul­ham. Die im Rah­men eines von der EU geförderten Pro­jek­ts durchge­führten Exper­i­mente laufen seit 1999. Vor­läufer waren die Exper­i­mente am Small Tight Aspect Ratio Toka­mak (START) von 1991 bis 1998. Zurzeit wird MAST aufgerüstet.[1]

Von nor­malen Toka­maks (siehe ITER) unter­schei­den sich die kom­pak­ten „sphärischen“ Toka­maks durch ein größeres Ver­hält­nis von kleinem zu großem Radius des Torus. Erre­icht wird das durch einen schlankeren Sole­noid und einen gemein­samen zen­tralen Leit­er für die Toroidalfeldspulen. 

Hauptzielset­zun­gen der MAST-Exper­i­mente sind

• die Durch­führung von Stu­di­en zur Erzielung eines besseren Ver­ständ­niss­es von Toka­mak-Anla­gen und zur Verbesserung des ITER-Designs
• die Unter­suchung der Möglichkeit­en ein­er sphärischen Toka­mak-Anlage zur Energiegewinnung

MAST Upgrade unter­sucht den Weg zu kom­pak­ten Fusion­skraftwerken, testet die Reak­tortech­nolo­gie und befasst sich mit physikalis­chen Fra­gen für das inter­na­tionale ITER-Fusion­spro­jekt. Damit bleibt Großbri­tan­nien an der Spitze der glob­alen Forschung im Bere­ich der Fusionsenergie.

MAST Upgrade set­zt Cul­hams weg­weisende Forschung zu sphärischen Toka­maks fort. Mit einem engeren Mag­net­feld als beim herkömm­lichen Toka­mak im JET-ITER-Stil kann die sphärische Plas­makon­fig­u­ra­tion eine effizien­tere Leis­tung erzie­len. Dies bietet ein her­vor­ra­gen­des Poten­zial für den Bau kom­pak­ter Testreak­toren und kön­nte auch einen langfristi­gen Weg zu kleineren und bil­ligeren Fusion­skraftwerken bieten. Gegen­wär­tige Diver­toren sind nicht dafür aus­gelegt, den inten­siv­en Kraft­be­las­tun­gen standzuhal­ten, die in zukün­fti­gen Kraftwerken in den großen Fusion­s­maschi­nen erzeugt wer­den. Diver­torkom­po­nen­ten müssten alle paar Jahre aus­ge­tauscht wer­den, was es für die Fusion schwierig macht, eine wirtschaftlich wet­tbe­werb­s­fähige Energiequelle zu wer­den. Die Her­aus­forderung beste­ht darin, einen Diver­tor mit ein­er über­schaubaren Leis­tungslast zu entwick­eln. Unge­fähr das gle­iche wie in einem Automotor.

MAST Upgrade ist der erste Toka­mak, der den ‘Super-X-Diver­tor’ testet. Dies ist ein Abgassys­tem, das entwick­elt wurde, um die Wärme- und Leis­tungs­be­las­tung durch Par­tikel, die das Plas­ma ver­lassen, zu reduzieren. Dies sollte bedeuten, dass Diver­torkom­po­nen­ten viel länger hal­ten. Bei Erfolg kön­nte Super‑X in Pro­to­typen von Kraftwerken und kom­merziellen Fusion­sreak­toren einge­set­zt wer­den. MAST Upgrade kann auch mit ein­er Vielzahl ander­er Diver­torkon­fig­u­ra­tio­nen betrieben wer­den, um deren Wirk­samkeit zu ver­gle­ichen und die Entwurf­sentschei­dun­gen für zukün­ftige Fusion­sreak­toren zu treffen.

https://ccfe.ukaea.uk/research/mast-upgrade/

https://ccfe.ukaea.uk/resources/#gallery

Hin­weis: wir ver­wen­den hier Infor­ma­tio­nen aus fol­gen­den Quellen: wikipedia und UKAEA