Techniklexikon

Divertor

in der Fusionsforschung ein vielversprechendes Konzept zur Lösung der Probleme der Plasma-Wand-Wechselwirkung (Kernfusion). Der Kern des Divertorkonzeptes besteht darin, das Plasma innerhalb des durch die Separatrix begrenzten Bereiches, in dem es magnetisch eingeschlossen ist, nicht mit materiellen Strukturen in Berührung kommen zu lassen. Die Alternative ist das Limiterkonzept, bei dem das Plasma unmittelbar durch einen materiellen Limiter begrenzt wird. Wenn wie beim Divertorkonzept das Plasma statt dessen von einer Separatrix begrenzt wird, bezeichnet man diese auch als magnetischen Limiter. Diejenigen Plasmateilchen, die aus dem Kernplasma über die Separatrix nach aussen diffundieren, folgen den Magnetfeldlinien, bis diese auf eine materielle Wand treffen, an der sie einen Teil ihrer Energie abgeben und sich als relativ kaltes, dichtes Plasma (Divertorplasma) stauen. Beim Divertorkonzept führt man die Magnetfeldlinien ausserhalb der Separatrix auf sogenannte Prall- oder Divertorplatten. Das Divertorplasma beschränkt die thermische Belastung der Divertorplatten, ohne das Kernplasma unerwünschterweise zu kühlen, denn es ist ja von diesem räumlich getrennt. Durch Abpumpen des Divertorplasmas erreicht man ausserdem eine kontrollierte Teilchenabfuhr, die insbesondere für die Abfuhr der Heliumasche in einem Fusionskraftwerk von Bedeutung sein wird. Das Divertorkonzept wurde bereits 1958 von L. Spitzer vorgeschlagen. Erst 1982 aber erzielte es beim Garchinger Tokamak ASDEX einen Erfolg: Die H-Mode, ein Plasmazustand mit verbesserten Wärmedämmeigenschaften, wurde entdeckt. Daraufhin wurde auch JET, das weltweit grösste Fusionsexperiment, auf Divertorbetrieb umgerüstet und konnte 1986 die Garchinger Ergebnisse reproduzieren. Auch der Testreaktor ITER wird mit einem Divertor ausgestattet werden, dessen Funktionsweise bereits heute im Tokamak ASDEX-Upgrade eingehend untersucht wird. Dabei gelang 1994 eine weitere Konzeptverbesserung, nämlich die Entkopplung von Energie- und Massenabfuhr aus dem Plasma unter Beibehaltung der guten Wärmedämmeigenschaften in der sogenannten CDH-Mode. Der Inseldivertor des in Bau befindlichen Stellarators Wendelstein 7-X wird ab 1997 an dessen Vorgängermodell Wendelstein 7-AS konzeptionell getestet. [GB1]