„Wir sind überzeugt, dass er das Zeug zum Kraftwerk hat“

Am 20. Mai schaute die Welt der Fusionsforscher nach Greifswald. Was genau geschah an diesem Tag?

Der Tag markierte den Übergang von der reinen Montage unseres Fusionsexperiments Wendelstein 7-X zur Vorbereitung des Betriebes. Zusammen mit Vertretern der an dem Projekt beteiligten Institutionen und Firmen sowie vielen ehemaligen Mitarbeitern wollten wir einmal Inne halten. Nun haben wir damit begonnen, die Maschine Schritt für Schritt einzuschalten.

Wie geht es dann weiter?Wendelstein 7-X ist eine hochkomplexe Anlage. Wir testen verschiedene Funktionen und Parameter des Systems und bereiten es auf den Betrieb vor. Das alles passiert nach einem genau ausgearbeiteten Plan. Zunächst pumpen wir das große Vakuumgefäß, in dem sich die Magnetspulen und das Plasmagefäß befinden, aus. Die 70 Spulen, die das Magnetfeld erzeugen, das das Plasma im Betrieb gefangen halten soll, sind supraleitend. Bei sehr niedrigen Temperaturen leiten sie den Strom ohne elektrischen Widerstand. Das heißt, wir müssen sie auf Minus 270 °C herunterkühlen. Dieses Abkühlen der Magnetspulen ist der nächste Schritt. Dann beginnen wir damit die Spulen Schritt für Schritt mit Strom zu belegen und das Magnetfeld aufzubauen. Das ist grob gesagt der Fahrplan, der uns etwa ein Jahr lang auf Trapp halten wird.Was ist der Unterschied zwischen Wendelstein 7-X und anderen Fusionsforschungsanlagen?Die große Kunst bei der Kernfusion ist es, ein Magnetfeld zu erzeugen, das ein Plasma mit Temperaturen von bis zu 100 Millionen Grad einschließt. Das Plasma muss möglichst stabil und begrenzt sein. Um das zu erreichen, braucht es ein verdrilltes Magnetfeld. Das kann man bei einer ringförmigen Anlage erreichen, indem man einen starken Strom durch das Plasma schickt, der wiederum ein Magnetfeld erzeugt, das mit dem von außen erzeugten Magnetfeld so zusammenwirkt, dass das Ergebnis eine Verdrillung ist. Das ist das Tokamak-Prinzip. Die andere Möglichkeit ist die des Stellarators. Dabei sind die Spulen so geartet, dass sie alleine ein verdrilltes Magnetfeld erzeugen. Wendelstein 7-X ist so ein Stellarator.Was sind die Vorteile des Stellarator-Prinzips gegenüber dem Tokamak?Der Tokamak braucht einen starken Strom im Plasma. Den kann man nicht über beliebig lange Zeit aufrechterhalten. Für den Dauerbetrieb ist ein Stellarator also besser geeignet. Der Strom führt außerdem dazu, dass das Plasma instabiler ist.Weltweit gibt es ja schon eine Reihe von Forschungsanlagen, die nach dem Stellarator-Prinzip funktionieren. Was ist das Besondere am Wendelstein 7-X?Wir hoffen mit Wendelstein 7-X ein Magnetfeld aufzubauen, dass ein ähnlich dichtes und heißes Plasma erzeugt, wie es bei den Anlagen nach dem Tokamak-Prinzip der Fall ist. Die bisherigen Stellaratoren konnten das nicht. Wendelstein 7-X ist gewissermaßen der am weitesten entwickelte Stellarator, den es weltweit gibt. Und es ist der, von dem wir überzeugt sind, das er das Zeug zum Kraftwerk hat. Aber Überzeugung oder Computersimulationen reichen in der Wissenschaft nicht aus. Wir müssen nun zeigen, ob das Prinzip im größeren Maßstab funktioniert.Wie kam es zu dem Namen Wendelstein 7-X?Der Wendelstein ist einer der Hausberge der Münchener in den Alpen. Das IPP hat seinen Hauptsitz in Garching bei München. Die ersten Wendelsteine standen alle dort. Daher der lokale Bezug. Die Benennung der Stellaratoren nach Bergen ist gewissermaßen eine Tradition. Die ersten Stellaratoren standen in Princeton, entwickelt von dem Astrophysiker Lyman Spitzer. Sie wurden unter dem Dach eines Projektes entwickelt, das sich „Project Matterhorn“ nannte. So kamen die Berge zu den Stellaratoren. 

Warum ist die Politik bereit, viel Geld in Forschung zu investieren, die sich erst in Jahrzehnten auszahlen wird? Ein Artikel in der aktuellen Ausgabe unseres Magazins Helmholtz Prespektiven versucht Antworten zu finden: Das Sonnen-Prinzip