NBI — Neutral Beam Injection

Das Prinzip der Neutralstrahlinjektion 

Die Heizung für Plas­ma­gase in einem Kern­fu­sion­sreak­tor: genau da wer­den die PINI Grids einge­set­zt werden.

Die Neu­tral­in­jek­tion kommt weltweit an den meis­ten Fusionsexperimen­ten als leis­tungsstärk­ste Meth­ode der Plas­ma­heizung zum Ein­satz. Hier­bei wer­den Strahlen schneller Wasser­stoffatome mit mehreren Megawatt Leis­tung in das Fusion­splas­ma eingeschossen.

Im heißen Plas­ma wer­den die schnellen Wasser­stoffatome des Neu­tral­strahls durch Stöße mit den Ionen und Elek­tro­nen im Plas­ma ion­isiert und eben­falls im Mag­net­feld eingeschlossen. Anschließend über­tra­gen diese schnellen Ionen durch Stöße ihre Energie an die Plas­maelek­tro­nen und ‑ionen und heizen so das Plas­ma. Darüber hin­aus kann durch Neu­tral­in­jek­tion auch ein Strom im Plas­ma getrieben wer­den, der den induk­tiv getriebe­nen Strom im Plas­ma teil­weise erset­zt. Die Arbeits­gruppe Neu­tral­in­jek­tion am IPP baut und betreibt die Neu­tral­in­jek­tio­nen an ASDEX Upgrade und Wen­del­stein 7‑X und führt Unter­suchun­gen zum nicht-induk­tiv­en Stromtrieb durch.

Schema der Neutralteilchenheizung

Grafik: IPP

https://www.ipp.mpg.de/3668214/nbi_principle

Um die hoch­en­er­getis­chen, leis­tungsstarken Strahlen neu­traler Wasser­stoffatome zu erzeu­gen, wird zunächst aus ein­er Plas­maque­lle ein Ionen­strahl extrahiert und beschle­u­nigt. Da die schnellen Ionen aber durch das ein­schließende Mag­net­feld des Fusion­splas­mas abge­lenkt wür­den, müssen sie auf dem Weg zum Plas­mage­fäß neu­tral­isiert wer­den. Dies geschieht beim Durch­laufen eines Gas­tar­gets, das heißt eines bei geringem Druck mit neu­tralem Wasser­stoff gefüll­ten Rohres. Der verbleibende Anteil nicht-neu­tral­isiert­er Ionen wird durch einen Mag­neten kon­trol­liert auf einen Ionen­sumpf abgelenkt.

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