Broschüre "Kernfusion" - KIT - PL FUSION
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Beispielhaft sei der in Jülich entwikkelte<br />
EIRENE-Code (→ www. eirene.de)<br />
genannt, der das Verhalten von<br />
Atomen und Molekülen in den wandnahen<br />
Bereichen von Fusionsanlagen<br />
– sowohl innerhalb als auch außerhalb<br />
des eigentlichen Plasmas –<br />
detailliert dreidimensional modelliert.<br />
Der Schutz der in Fusionsexperimenten<br />
besonders exponierten Bauteile<br />
vor Erosion und Überlastung beruht<br />
nach derzeitigen Konzepten zunehmend<br />
auf der Ausbildung eines<br />
relativ kalten und dichten Plasmas in<br />
der Randzone, wie es in einigen Aspekten<br />
sonst eher typisch für Plasmen<br />
in technischen Anwendungen ist. Der<br />
EIRENE-Code stellt somit auch eine<br />
der Brücken zwischen fusionsorientierter<br />
Forschung und Entwicklung<br />
und der technischen Plasmaphysik<br />
dar. Er wird von beiden Arbeitsgebieten<br />
genutzt, so etwa gleichermaßen<br />
für die Modellierung der ITER-Randschicht<br />
und für die Optimierung<br />
lichttechnischer Anwendungen in<br />
Hochdruck-Entladungslampen (siehe<br />
Abb. 19).<br />
Der EIRENE-Code wird im Forschungszentrum<br />
Jülich weiter entwickelt,<br />
gewartet und auf spezifische<br />
physikalische Fragen, die eine Quantifizierung<br />
atomphysikalischer Effekte<br />
verlangen, angewendet. Darüber<br />
hinaus wird der Code mittlerweile in<br />
nahezu allen Fusionslabors weltweit<br />
für ähnliche Probleme eingesetzt,<br />
insbesondere auch zur Auslegung der<br />
Bauteile der ersten Wand des im<br />
Aufbau befindlichen Fusionsexperiments<br />
Wendelstein 7-X. Der Code hat<br />
inzwischen eine gewisse Standardisierung<br />
auf diesem Arbeitsgebiet in<br />
der internationalen Fusionsforschung<br />
bewirkt. Wichtige spezielle Anwendungsbereiche<br />
des EIRENE-Codes<br />
stellen die mit entsprechenden Plasma-Strömungsmodellen<br />
konsistent<br />
vernetzten Divertorsimulationspro-<br />
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Abb. 18:<br />
Kühlkörper-Modul aus Kupfer und Segmenten<br />
aus Wolfram („Macrobrush“) für höchstbelastete<br />
Wandkomponenten in ITER.<br />
(Foto: FZJ)<br />
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gramme dar. Auch im Rahmen der<br />
derzeit initiierten europaweiten „Integrated-Tokamak-Modelling“-Aktivitäten<br />
(ITM) ist der EIRENE-Code<br />
und dessen Verknüpfung mit magnetohydrodynamischen<br />
Modellen als<br />
standardisiertes Modul für alle Fragen<br />
der Wasserstoff-Plasmachemie<br />
und des Wasserstoff-Transports vorgesehen.<br />
Abb. 19:<br />
Anwendungsbereiche des EIRENE-Codes zur Simulation des Neutralteilchentransports unter<br />
Ähnlichkeitsbedingungen: (oben) Divertorsimulation mit „B2-EIRENE“ für ITER und (unten) Photonentransportsimulation<br />
in quecksilberfreien Hochdruck-Gasentladungslampen mit „FIDAP-EIRENE“.<br />
(Grafik: FZJ)<br />
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