Wissenschaftsbild des Monats

Alles im Fluss

Lagerfeuerfreunde kennen das: Mit einem am Ende glühenden Stöckchen lassen sich leuchtende Spuren in die Luft schreiben, die für einen kurzen Moment in Gänze als Bild sichtbar sind. Unser aktuelles Wissenschaftsbild zeigt im Prinzip so etwas Ähnliches, nur ist es hier ein fluoreszierender Stab, der durch das Plasmagefäß der Fusionsanlage Wendelstein 7-X geschwenkt wird. 

Flussflächendiagnose nennen die Wissenschaftler des Greifswalder Standorts des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik diese Prozedur. Damit wollen sie feststellen, ob die Struktur des Magnetfelds über geschlossene Flussflächen verfügt, die notwendig sind, um heiße Fusionsplasmen einzuschließen. Ziel der Fusionsforschung ist es, ein klima- und umweltfreundliches Kraftwerk zu entwickeln, das ähnlich wie die Sonne aus der Verschmelzung von Atomkernen Energie gewinnt. Wendelstein 7-X ist eine Fusions-Testanlage, an der Forscher die Kraftwerkseignung des Bautyps Stellarator untersuchen. Um das Fusionsfeuer zu zünden, muss in einem späteren Kraftwerk der Brennstoff – ein Wasserstoffplasma – in Magnetfeldern eingeschlossen und auf Temperaturen über 100 Millionen Grad aufgeheizt werden. 

Mit der Flussflächen-Diagnostik lässt sich die Struktur des Magnetfeldes genau vermessen. Dazu wird ein dünner Elektronenstrahl eingeschossen, der sich entlang einer Feldlinie in Ringbahnen durch das leergepumpte Plasmagefäß bewegt. Er hinterlässt dabei eine Leuchtspur, die durch Stöße der Elektronen mit Restgas im Gefäß entsteht. Schwenkt man nun noch einen fluoreszierenden Stab durch den Gefäßquerschnitt, entstehen zusätzlich Leuchtflecke, wenn der Elektronenstrahl den Stab trifft. In der Kameraaufzeichnung wird so nach und nach der gesamte Querschnitt des magnetischen Feldes sichtbar.

Erste Messung des Magnetfeldes von Wendelstein 7-X (Pressemittielung IPP)

Confirmation of the topology of the Wendelstein 7-X magnetic field to better than 1:100,000 (Nature)

Bild: IPP

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