Das Experiment soll Kernfragen der Fusionsforschung unter Fusionsanlage kraftwerksaehnlichen Bedingungen untersuchen. Dazu sind wesentliche Plasmaeigenschaften, vor allem die Plasmadichte, der Plasmadruck und die Belastung der Waende, den Verhaeltnissen in einem spaeteren Fusionskraftwerk angepasst. Eines der wesentlichen Probleme ergibt sich aus der Wechselwirkung zwischen dem heissen Brennstoff und den umgebenden Waenden. Dabei wird einerseits die Wand der Plasmakammer beschaedigt und andererseits das Plasma unerwuenscht verunreinigt. Um dem entgegenzuwirken, untersucht ASDEX Upgrade eine spezielle Magnetfeldanordnung, einen Divertor. Der Divertor lenkt die aeussere Randschicht des Plasmas auf Prallplatten ab. Die Plasmateilchen treffen dort abgekuehlt und vom heissen Zentrum entfernt auf und werden abgepumpt. Auf diese Weise werden auch stoerende Verunreinigungen aus dem Plasma entfernt, zugleich wird die Wand des Plasmagefaesses geschont und eine gute Waermeisolation des Brennstoffes erreicht. Die durch den Divertor moegliche Modellierung des Plasmarandes erlaubt es damit, die zentralen plasmaphysikalischen Problemfelder -Plasmareinheit, Plasmaeinschluss und Plasma-Wand-Wechselwirkung - guenstig zu beeinflussen. Seit April 1997 ist ein verbesserter Divertor in Betrieb, der auf der Basis der bisherigen Experimente und numerischer Modellierungen entworfen wurde. Der neue Divertor II besitzt vertikale Prallplatten, die die auftreffende Leistung besser verteilen und die Plasmateilchen auch staerker in das Plasma zurueck reflektieren. Damit erarbeitet ASDEX Upgrade wesentliche Kenntnisse fuer den naechsten Schritt auf dem Weg zu einem Fusionskraftwerk - den Testreaktor ITER, der erstmals ein gezuendetes Plasma realisieren soll. Die an ASDEX Upgrade beobachtete starke Kopplung des Plasmainneren mit den Bedingungen am Plasmarand macht es auch moeglich, das Plasmazentrum vom Rand her zu optimieren und den Einschluss zu verbessern. Zusaetzlich wird untersucht, inwieweit Betriebsweisen, bei denen das Profil des Plasmastroms beeinflusst wird ('advanced tokamak'), mit dem Divertor vertraeglich sind. Hierzu wird mit Hochfrequenzwellen oder Teilcheneinschuss ein zusaetzlicher Plasmastrom erzeugt. Je nach Stromprofil kann eine Transportbarriere entstehen die die Plasmaverluste nach aussen stark verringert und die Werte im Plasmazentrum verbessert. ASDEX Upgrade wird versuchen, solche Bedingungen im Divertorbetrieb erstmals quasi stationaer (d.h. fuer einige Sekunden) zu erzeugen.
Ziel der Kernfusionsforschung ist es, die Energieproduktion der Sonne auf der Erde nachzuvollziehen: Ein Fusionskraftwerk soll Energie aus der Verschmelzung (Fusion) von Atomkernen gewinnen. Brennstoff ist ein duennes ionisiertes Gas, ein sogenanntes 'Plasma' aus den Wasserstoffsorten Deuterium und Tritium. Zum Zuenden des Fusionsfeuers muss das Plasma in Magnetfeldern eingeschlossen und auf hohe Temperaturen ueber 100 Millionen Grad aufgeheizt werden. In Fusionsexperimenten vom Typ 'Stellarator' wird das Plasma durch Magnetfelder eingeschlossen, die durch Magnetspulen ausserhalb des Plasmabereichs erzeugt werden. Weltweit sind die meisten der heute betriebenen Fusionsexperimente dagegen vom Typ 'Tokamak', die einen Teil des Feldes durch einen starken, im Plasma fliessenden elektrischen Strom herstellen. Das Stellaratorprinzip laesst jedoch gerade dort Staerken erwarten, wo die Tokamaks Schwaechen zeigen. Zum Beispiel sind Stellaratoren fuer Dauerbetrieb geeignet, waehrend Tokamaks ohne aufwendige Zusatzeinrichtungen nur pulsweise arbeiten. Stellaratoren koennten also die vorteilhaftere Loesung fuer ein Fusionskraftwerk sein. Kernstueck des Experimentes ist das Spulensystem aus 50 nicht-ebenen und supraleitenden Magnetspulen. Mit ihrer Hilfe soll WENDELSTEIN 7-X die wesentliche Stellaratoreigenschaft zeigen, den Dauerbetrieb. Der erzeugte Magnetfeldkaefig soll ein Plasma einschliessen, das mit Temperaturen bis 50 Millionen Grad ueberzeugende Schluesse auf die Kraftwerkseigenschaften der Stellaratoren ermoeglicht, ohne ein bereits energielieferndes Fusionsplasma herzustellen. Da sich die Eigenschaften eines gezuendeten Plasmas vom Tokamak zum grossen Teil auf Stellaratoren uebertragen lassen, kann das Experiment mit grosser Kostenersparnis auf den Einsatz des radioaktiven Fusionsbrennstoffes Tritium verzichten.
Ziele von WENDELSTEIN 7-AS sind: - Untersuchung eines nettostromfreien Plasmas, - Aufheizen des Plasmas mit verschiedenen Heizmethoden, - Demonstration des verbesserten Gleichgewichts- und Transportverhaltens als Wirkung der verbesserten Magnetfeldstruktur, - Untersuchung der Stabilitaetsgrenzen des Plasmas. Bisherige Ergebnisse: Das Experiment wies nach, dass das neuartige Spulensystem technisch moeglich sowie fertigungsgenau und kosteneffektiv herzustellen ist. In seinen bisher 43000 Plasma-Entladungen hat WENDELSTEIN 7-AS alle Stellaratorrekorde gebrochen: Es wurden bei unterschiedlicher Experimentfuehrung Temperaturen der Plasmaelektronen bis zu 60 Millionen Grad, der Ionen von 16 Millionen Grad erreicht sowie Energieeinschlusszeiten bis zu 50 Millisekunden und bereits reaktorgleiche Plasmadichten von 3x10 E20 Teilchen pro Kubikmeter. Dies uebersteigt deutlich die Dichten, die in Tokamaks vergleichbarer Groesse erzielbar sind, wo Strominstabilitaeten einschraenkend wirken. Ausserdem bestaetigte sich bereits ein Teil der benutzten Optimierungskriterien: Die unerwuenschte Verschiebung der Plasmasaeule im Gefaess bei ansteigendem Plasmadruck ist verglichen mit einem konventionellen Stellarator - in WENDELSTEIN 7-AS deutlich reduziert. Der geplante Nachfolger, die vollstaendig optimierte Anlage WENDELSTEIN 7-X soll nun die Kraftwerkstauglichkeit der neuen Stellaratoren zeigen. Zusaetzlich extrapolieren Systemstudien zur Vorbereitung eines Fusionskraftwerks vom Typ Stellarator das Einschlusskonzept von WENDELSTEIN 7-X auf Kraftwerksbedingungen.
In dem Projekt soll die Entwicklung der Fusionstechnologie inklusive LIBS und ME-XRT für die Klassifizierung von zerkleinerten Mineralpartikeln auf einem Förderband mit Hilfe der Deep Learning' Technologie erforscht werden. Die Kombination von LIBS und ME-XRT ist vielversprechend, da sich die Sensoren hinsichtlich Ihrer analytische Leistungsfähigkeit ergänzen: LIBS kann eine Elementanalyse der Probenoberfläche bereitstellen, während ME-XRT Volumendaten mit geringerer Genauigkeit erzeugt. Die technologische Fusion beider Sensoren erlaubt die Extrapolation der präzisen Oberflächendaten auf das gesamte Probenvolumen. Dadurch werden repräsentative Daten für das ganze Erz gewonnen. Zusätzlich erlaubt die Implementation von Neuronalen Netzen die automatische Selbstanpassung auf die verschiedenen Erze und geologische Parameter. Das Projekt bewertet die technische Machbarkeit der verbesserten Sortiertechnik in der Bergbauindustrie. Es erlaubt die Trennung von Taubgestein bereits in früheren Prozessstadien, so dass die Betriebskosten sowie der Energie - und Wasserverbrauch während des Zerkleinerungsprozesses reduziert werden, welcher üblicherweise in Mineralveredlungswerken eingesetzt wird.
Das Gesamtziel des Projektes beinhaltet die Entwicklung neuer Pappel-Sorten, die besonders für die Biomasseerzeugung auf Kurzumtriebsplantagen geeignet sind, sowie eine Erhöhung der genetischen Diversität für Anpassungen an zukünftige Anbaubedingungen. Aufbauend auf be-stehende Sortimente sollen geeignete Linien für die Neukombination, bzw. Erhöhung der genetischen Diversität mittel-somatischer Hybridisierung selektiert werden. Das vTI, Institut für Forstgenetik, verfolgt das Ziel, mit Hilfe bereits vorhandener und insbesondere neuentwickelter SSR und SNP-Marker das Ausgangsmaterial sowie die Fusionshybride zu charakterisieren und ggf. zu vereinfachen, um die Neukombinationen gewünschter Eigenschaften frühzeitig erkennen und geeignete Klone selektieren zu können. Ein Set von 20 Mikrosatelliten, die Pappelart-spezifisch sind, sowie verschiedene SNP Marker sollen hinsichtlich der Erstellung eines genetischen Fingerabdrucks der Ausgangslinien für eine Fusion verwendet werden. Darüber hinaus sollen für jedes Chromosom mindestens 2 Chromosomen-spezifische SSR-Marker entwickelt werden, so das asymmetrische Fusionshybride dahingehend untersucht werden können, welches Chromosom zusätzlich vorhanden ist. Die Nutzung der informativen Mikrosatelliten und SNP-Marker (cp- und Kern SNPs) dient dann zur Überprüfung und Charakterisierung der Fusionsprodukte hinsichtlich einer erfolgreichen symetrischen und asymetrischen Fusion sowie zur Bestimmung der Herkunft der Organellen in den Fusionshybriden. Eine Korrelation bereits bestimmter QTLs (z.B. Melampsora Resistenz mit molekularen soll versucht werden. Die Technik der somatischen Hybridisierung bietet ganz neue Kombinationsmöglichkeiten von verschiedenen Pappelarten, sowie einen Ansatz zur wesentlichen Vergrößerung der Diversität des bestehenden Pappelsortimentes. Es sind somit höhere Erfolgsquoten einer Neukombination als bei klassischer Kreuzungszüchtung möglich, was völlig neue Perspektiven und (Nutzungs)Potentiale eröffnet.
Vorhabensziel ist die Umsetzung der deutschen IFERC DEMO-Blanket Vorhaben im Rahmen des Broader Approach (BA), d.h. die Bereitstellung der diesbezüglich spezifizierten Halbzeuge und werkstoffkundlichen Herstellungsparameter in den Bereichen (i) reduziert aktivierbarer Strukturwerkstoff EUROFER, Basismaterial und Schweißtechnologien, (ii) Neutronenmultiplikatoren (Beryllide) und (iii) Brutkeramiken (Lithiumortosilikat). FZK ist derzeit in ganz Europa das einzige Institut, welches Fusions-Referenzwerkstoffe entwickelt und zusammen mit der Industrie technologisch skalierbar herstellt. Die Arbeitsplanung basiert auf den zeitlichen und inhaltlichen Vorgaben des europäisch-japanischen BA- Abkommens. Dementsprechend konzentrieren sich alle FZK-Arbeitsvorhaben zu den IFERC DEMO-Blanketvorhaben ausschließlich auf zentrale Struktur- und Funktionswerkstoffe von DEMO-Leistungsreaktiren und ITER-Testblanketmodule. Die eingegangenen Verpflichtungen sollen bis Ende 2012 abgeschlossen sein. Die Ergebnisse sind unverzichtbare Grundlage für den Bau von ITER-TBMs und dienen darüber hinaus dem Design von DEMO-Leistungsreaktoren.
| Organisation | Count |
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| Bund | 28 |
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| Weitere | 2 |
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| Type | Count |
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| Förderprogramm | 25 |
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| Geschlossen | 7 |
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| Boden | 19 |
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