NWO-I

NWO - Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek - print-logo

URL voor deze pagina :
https://www.nwo-i.nl/fom-historie/jaarverslagen/hoogtepunten/hoogtepunten2014/wolfraam-bestand-tegen-plasmaflitsen-differ/

Geprint op :
17 december 2018
19:57:24

Wolfraam blijkt goed geschikt tegen de extreme omstandigheden die in de kernfusiereactor ITER gaan heersen. Zelfs bij plotselinge energiepulsen houdt het beoogde wandmateriaal voor de reactor stand. Dat blijkt uit onderzoek van het PSI-lab van FOM-instituut DIFFER.

DIFFER onderzoekt voor het internationale kernfusieproject ITER hoe wolfraam zich gedraagt onder de extreme plasmacondities in de uitlaat van de fusiereactor. Die uitlaat, of divertor, krijgt een bombardement aan hitte en deeltjes te verwerken. Naast het continue deeltjesbombardement wordt de divertor ook nog eens bestookt met energiepulsen die tien tot honderd maal intenser zijn dan het toch al hevige deeltjesbombardement.

Zonnevlammen
De energiepulsen, in het Engels Edge Localised Modes of ELMs genoemd, zijn plotselinge en zeer lokale uitbarstingen van energie uit het plasma. Gedurende een fractie van een seconde stijgt de hitteflux op het geraakte wandoppervlak tot een gigawatt per vierkante meter. De ELM-uitbarstingen volgen elkaar op in een reeks van energieflitsen.

Condensatorbank
Om de ELMs te simuleren, hebben de onderzoekers hun lineaire plasmaexperimenten Magnum-PSI en Pilot-PSI uitgebreid met een condensatorbank. Zo konden ze het wolfraam blootstellen aan een mix van 23 minuten ITER-relevant plasma en meer dan 9.000 ELMs met een piekvermogen van 0,7 GW/m2.

Pieken
Wat bleek? Hoewel de bulk van het wolfraam de extreme belasting kon weerstaan, bleek dat er op kleinere schalen wel degelijk schade was ontstaan. De experimenten brachten ook aan het licht dat de temperatuur van de divertor tijdens elke opeenvolgende ELM in de serie iets sterker piekte. Dit suggereert dat de ELMs de thermische eigenschappen van het wolfraam veranderen. Daarom zal in een fusiereactor actieve regeling van de ELMs nodig zijn.

Urenlang plasma
De komende periode gaan de wetenschappers verder met hun onderzoek. Op de nieuwe locatie van DIFFER in Eindhoven krijgt Magnum-PSI er een supergeleidende magneet bij. Die kan urenlang plasma produceren. Dat maakt unieke lange-termijnmetingen mogelijk.