Britische MAST-Upgrade-Fusionsanlage: Installation einer 12-Tonnen-Doppelstrahlbox abgeschlossen

de.wedoany.com-Bericht: Am 3. November veröffentlichte die britische Atomenergiebehörde den neuesten Fortschritt beim Upgrade des kugelförmigen Tokamak-Fusionsexperiments MAST Upgrade. Das Engineering-Team hat auf dem Culham-Campus in Oxfordshire die Montage und Positionierung einer 12 Tonnen schweren Doppelstrahlbox abgeschlossen. Das Gerät verfügt über eine Doppelstruktur und kann zwei zusätzliche Neutralteilcheninjektoren aufnehmen. Nach Abschluss des Upgrades soll die Neutralteilchen-Heizleistung der Anlage von 4,4 Megawatt auf 8,8 Megawatt steigen. Die entsprechenden wissenschaftlichen Experimente sind für 2028 geplant.

Die nun installierte Doppelstrahlbox besteht aus Edelstahl 316L und hat ein Volumen von 20 Kubikmetern. Nach vollständiger Montage von Box und Deckel wird das Gesamtgewicht auf etwa 15 Tonnen geschätzt. Das Gerät besitzt eine vakuumdichte Struktur; im Inneren werden die Neutralteilcheninjektoren sowie das zugehörige Vakuumsystem untergebracht, um die Betriebsbedingungen für die nachfolgenden Tests zur Injektion hochenergetischer Teilchenstrahlen und zur Plasmaheizung zu schaffen.

Mit den zwei zusätzlichen Neutralteilcheninjektoren verdoppelt sich der Auslegungswert der Neutralteilchen-Heizleistung von MAST Upgrade. Die britische Atomenergiebehörde erwartet, dass die Plasmatemperatur der Anlage von derzeit etwa 30 Millionen Grad Celsius auf 60 Millionen Grad Celsius erhöht werden kann. Die nachfolgenden Experimente werden sich auf die Messung der Plas mastabilität unter Bedingungen höheren Drucks konzentrieren und das Betriebsverhalten des Abgassystems der Anlage in einer Umgebung mit höheren Temperaturen und leistungsfähigerem Plasma testen.

Die Montage der Doppelstrahlbox erfolgt parallel zu weiteren technischen Upgrades von MAST Upgrade. Die britische Atomenergiebehörde installiert derzeit ein Mikrowellen-Heizsystem auf Basis von Electron-Bernstein-Wellen und überführt einen Teil der Stromversorgungsausrüstung des Joint European Torus (JET) zur Umrüstung und weiteren Nutzung an MAST Upgrade. Zu den Anlagen-Upgrades gehören außerdem die Fertigung und Installation des Neutralteilchen-Transmissionsmoduls, die Fertigung von Kryopumpen zur Druckregelung im Inneren der Doppelstrahlbox sowie die Installation von Neutralteilcheninjektoren für positive Ionen.

Die britische Atomenergiebehörde plant, die Fertigung und Installation der wesentlichen internen Hardware der Doppelstrahlbox bis zum Herbst 2027 abzuschließen, anschließend die Inbetriebnahme des vakuumdichten Systems durchzuführen und 2028 mit den wissenschaftlichen Experimenten unter Nutzung der aufgerüsteten Ausrüstung zu beginnen. Die dabei gewonnenen experimentellen Daten sollen für die Untersuchung der Plas mastabilität und des Abgassystems des britischen STEP-Prototyp-Fusionskraftwerks verwendet werden.