Techniklexikon

Plasmaheizung

Plasmaphysik, Magnetohydrodynamik, Energiezufuhr an ein Plasma, einerseits zwecks Erhöhung der Temperatur bis auf die Höhe, bei der ein Kernfusionsreaktor betrieben werden kann (ca. 10⁸ K bzw. 10 keV), andererseits zwecks Aufrechterhaltung einer konstanten Temperatur durch Kompensation der Energie, die dem Plasma auf Grund von Transport verloren geht. Das Plasma im Tokamak kann mittels ohmscher Heizung, d.h. durch die mit dem Plasmastrom verbundene Leistung, bis auf 1 keV aufgeheizt werden. Zur Erreichung höherer Temperaturen wurden seit Ende der 70er Jahre verschiedene Verfahren der Zusatzheizung entwickelt, mit deren Hilfe das Problem der Aufheizung eines Plasmas bis auf die benötigte Temperatur schliesslich gelöst werden konnte. Am wirkungsvollsten erwiesen sich dabei die Neutralteilchenheizung, d.h. die Energiezufuhr durch Einstrahlung energiereicher neutraler Atome, und die ICRH, bei der das Plasma durch elektromagnetische Wellen bei der Ionenzyklotronfrequenz geheizt wird. Eine andere Form der Wellenheizung, die ECRH, kann im Stellarator, dessen Konzept keinen toroidalen Plasmastrom vorsieht, die ohmsche Heizung ersetzen. Die bei der Fusionsreaktion von Deuterium und Tritium entstehenden Alphateilchen geben einen Teil ihrer Energie an das Plasma ab. Beim Fusionskraftwerk strebt man an, dass nach Zünden des Fusionsfeuers ausser dieser Alphateilchenheizung keine weiteren Heizverfahren mehr erforderlich sind.