Ein Kernfusionsexperiment an der University of Wisconsin-Madison hat einen Rekord für das stärkste stabile Magnetfeld aufgestellt, das ein Plasma einschließt, und weckt damit neue Hoffnung, dass kommende Demonstrationsreaktoren ihr Versprechen halten werden, mehr Strom zu produzieren, als sie verbrauchen.
Die neuen Magnete kamen von Commonwealth Fusion Systems (CFS), einem bahnbrechenden Startup in der Fusionsindustrie, das die Geräte an die Universität von Wisconsin-Madison lieferte. WUMMS Experiment Anfang des Monats. Nachdem das WHAM-Team die Magnete auf Betriebstemperatur heruntergekühlt und einen starken elektrischen Strom angelegt hatte, erzeugten die Hochtemperatur-Supraleiter ein Magnetfeld von 17 Tesla. Das ist mehr als doppelt so stark wie hochauflösende MRT-Scanner, die zur Abbildung des menschlichen Gehirns verwendet werden.
Starke Magnete sind für die Art von Fusionsenergie, die CFS und andere anstreben, unverzichtbar. Mit jeder Verdoppelung der Stärke eines Magnetfelds erhöht sich die Leistung eines Reaktordesigns. 16-fach.
WHAM ist seit einigen Jahren in Betrieb, aber „das war das erste Plasma mit diesen neuen Magneten“, sagte Kieran Furlong, Mitbegründer und CEO von Realta Fusion. Realta wurde 2022 aus WHAM ausgegliedert, arbeitet aber immer noch eng mit Wissenschaftlern der UW-Madison und dem Experiment selbst zusammen.
Der bisherige Rekord wurde vom Experimentalreaktor Alcator C-Mod des MIT gehalten, sagte Furlong.
Das rekordverdächtige Magnetfeld von WHAM ist so etwas wie ein Moment, in dem sich der Kreis schließt und der veranschaulicht, wie eng die Fusionsindustrie nach wie vor verbunden ist: Die Forschung an Alcator C-Mod hat dazu beigetragen, die Physik zu beweisen, die untermauert Reaktor- und Magnetdesigns von CFS.
CFS wurde 2018 aus dem MIT ausgegliedert, um mithilfe eines bahnbrechenden Magnetdesigns Fusionsenergie zu kommerzialisieren. Sowohl CFS als auch Realta arbeiten an der Entwicklung von Reaktoren, die starke Magnetfelder nutzen, um brennendes Plasma an Ort und Stelle zu halten, damit Wasserstoffkerne verschmelzen können, ein Prozess, der enorme Wärmemengen freisetzt. Der Reaktor von CFS ist ein sogenannter Tokamak, der Plasma in eine donutartige Form zwingt.
Realta und WHAM arbeiten dagegen an einem magnetischen Spiegeldesign. Dabei erzeugen zwei starke Magnete, die in einiger Entfernung voneinander angeordnet sind, ein Magnetfeld, das das Plasma in einer Form hält, die an eine Tootsie-Rolle erinnert. Die Magnete komprimieren das Plasma an beiden Enden, und die Wasserstoffionen springen im dicken Teil der Rolle hin und her, wo sie kollidieren, dabei verschmelzen und Wärme freisetzen.
WHAM wird als Testumgebung für das Spiegelreaktordesign dienen. Sobald genügend Erkenntnisse darüber vorliegen, wird Realta einen Demonstrationsreaktor namens Anvil bauen, den das Unternehmen voraussichtlich noch in diesem Jahrzehnt fertigstellen wird. Er wird WHAM ähneln, aber größer sein. Er wird nicht nur mehr Daten zum Reaktordesign liefern, sondern Wissenschaftlern und Ingenieuren auch die Möglichkeit bieten, zu testen, wie sich unterschiedliche Materialien in einem funktionierenden Reaktor verhalten.
Nach Anvil will Realta nun Hammer bauen, eine Weiterentwicklung des Designs, das nicht nur einen, sondern zwei Magnete an jedem Ende haben wird. Damit kann Realta längere Reaktoren bauen, die seiner Erwartung nach mehr Leistung liefern können.