Das Demonstrationskraftwerk DEMO

Das Demonstrationskraftwerk DEMO ist als Nachfolger von ITER geplant. Mit dem Übergang von ITER zu DEMO wird sich die Fusion von einem wissenschaftlichen und experimentellen Programm zu einem industrie- und technologie-orientierten Programm entwickeln. Ein Schlüsselkriterium für den Erfolg von DEMO ist die Stromerzeugung, wenn auch nicht im Wettbewerb mit kommerziellen Kraftwerken. Die Abteilung Power Plant Physics & Technology (PPPT) arbeitet daran, das Konzept für DEMO vorzubereiten.

Zukunftsorientierte Entwicklung

Die derzeitigen Fusionsexperimente sind in erster Linie darauf ausgerichtet, die Eigenschaften und das Verhalten von Plasma zu verstehen. DEMO hingegen soll zeigen, dass sich mit den entwickelten Technologien tatsächlich Plasmen bislang nicht dagewesener Qualität steuern lassen und Strom darüberhinaus sicher und konstant erzeugt werden kann. Außerdem wird unter Beweis gestellt, dass eine solche Anlage regelmäßig, schnell, sicher und zuverlässig gewartet werden kann. Eine weitere Herausforderung beim Entwurf einer solchen Anlage ist es, die physikalischen Anforderungen mit dem existierenden technisch und technologisch Möglichen in Einklang zu bringen.

DEMO & die Roadmap

Die letzte Phase der Roadmap umfasst den Bau und Betrieb von DEMO. Diese Anlage soll Fusionsstrom ans Netz bringen.


Überlegungen zur Konzeption

Die zentralen Anforderungen für DEMO sind, zwischen 300 Megawatt und 500 Megawatt Nettostrom ans Netz zu bringen und mit einem geschlossenen Brennstoffkreislauf zu arbeiten. Geschlossener Brennstoffkreislauf bedeutet, dass abgebrannter Tritiumbrennstoff wiederaufbereitet wird.
Das Power Plant Physics & Technology Team prüft derzeit die folgenden, grundlegenden Parameter für eine robuste Konzeption:

  • Auswahl des richtigen Blankets. Als Blanket werden die inneren Komponenten der Reaktorwand bezeichnet, die die Energie aus der Fusionsreaktion absorbieren, das Erbrüten des Tritiums sicherstellen und Komponenten außerhalb der Reaktionskammer vor den schnellen Fusionsneutronen schützen.
  • Auswahl des richtigen Divertor-Konzepts.
  • Bei der richtigen Auslegung der ersten Wand, also der innersten Auskleidung der Reaktorwand, und ihrer Integration in das Blanket muss berücksichtigt werden, dass die erste Wand möglicherweise höheren Wärmebelastungen ausgesetzt ist als in experimentellen Umgebungen.
  • Festlegung der Mindestpulsdauer von DEMO und daraus resultierend der entsprechenden Kombination von Plasmaheizsystemen.
  • Der Reaktor muss so konstruiert werden, dass sämtliche Wartungsarbeiten über ferngesteuerte Manipulatoren ausgeführt werden können.
  • Aspekte der nuklearen Sicherheit sind von Anfang an zu berücksichtigen.

Zentrale Anforderung

Zwischen 300 Megawatt und 500 Megawatt Nettostrom