Die Weltenergievorräte - Die Zukunft Unserer Energieversorgung - page 136

Das Plasma ist also stabil aber gepulst, denn es existiert nur während der Zeit, während
der sich ein Plasmastrom induzieren lässt. Die Dauer der Strominduktion durch die In-
duktionsspulen ist nur von der Größenordnung eine Sekunde. Die Wiederholfrequenz
für den Induktionspuls und damit den Plasmastrom ist sehr gering, denn der Aufbau
eines genügend großen Induktionspulses erfordert Zeit. Man hat daher auch versucht,
Plasmaströme mithilfe von Hochfrequenzfeldern zu erzeugen, aber offensichtlich ohne
Erfolg.
Der große Vorteil des TOKAMAK-Prinzips ist auf der anderen Seite, dass infolge des
induzierten Plasmastroms dieser einen inneren Heizmechanismus besitzt, der von dem
Ohm'schen Widerstand verursacht wird. Dies hat zu einem deutlichen Entwicklungs-
vorsprung gegenüber konkurrierenden Prinzipien geführt, obwohl die Ohm'sche Hei-
zung allein wohl nicht ausreicht, um die erforderlicheZündtemperatur für die Fusionzu
erreichen. Selbst bei Plasmaströmen von ⋅ A sind bisher nur Temperaturen kleiner
als K erreicht worden. Zusätzliche Heizquellen sind erforderlich und dafür bieten
sich die während der Fusion erzeugte α -Teilchen oder ungeladene Atome (Neutralteil-
chen) an, die mit der erforderlichen Energie in das Plasma geschossen werden.
Die Planungen für das erste wirklich einsatzfähige Fusionskratwerk basieren auf dem
TOKAMAK-Prinzip.
• Das STELLARATOR -Prinzip.
Beim STELLARATOR wird die Verdrillung der Magnetfeldlinien ohne die Induktion
eines Plasmastroms, sondern mithilfe einer speziellen Formgebung der toriodalen Ma-
gnetfeldspulen erreicht. Die Entwicklung derartiger Spulen, die im Prinzip eine sehr
lange Einschlusszeit des Plasmas gestatten, hat sehr viel Zeit in Anspruch genommen,
sie wurde wesentlich im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik vorangetrieben. Da die
Notwendigkeit für einen Induktionspuls entfällt, kann in einem STELLARATOR das
Plasma kontinuierlich brennen, wenn einmal die Zündtemperatur von über Ker-
reicht ist. Zur Zündung bietet sich, wie beim TOKAMAK, als Heizquelle der Einschuss
von Neutralteilchen an. Dies ist allerdings leichter gesagt als getan. Zwar müssen Neu-
tralteilchen nur eine kinetische Energie von etwa 10 keV besitzen, aber der Teilchen-
strom muss äquivalent zu einem elektrischen Strom von A sein. Diese Anforderun-
gen erfordern die Entwicklung ganz neuer Methoden in der Beschleunigertechnologie.
In beiden Konzepten, TOKAMAK und STELLARATOR, gibt es Probleme, die dafür
sorgen, dass auch morgen noch nicht damit zu rechnen ist, dass wir eine unerschöpfli-
che Quelle für unserer Versorgung mit Primärenergie besitzen. Diese Probleme entstehen
hauptsächlich durch die Instabilitäten des Plasmas, die seine Lebensdauer t fus begrenzen
und für die es viele Ursachen gibt. Einige sind zum Beispiel:
1. In dem Plasma befindet sich nicht nur als Brennstoff das Deuterium-Tritium-Gemisch,
sondern auch vielfache Verunreinigungen, welche die Dichte des Plasmas verringern
und es schwieriger machen, das Lawson-Kriterium zu erfüllen.