Broschüre "Kernfusion" - KIT - PL FUSION

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Die Spule ist in einen Stützrahmen
eingespannt, als Nachbarspule dient
die LCT-Spule, um die Kraftbelastung
der Nachbarspulen zu simulieren.
Die daraus resultierenden Anforderungen
an die Testanlage führten zu
dem erwähnten Ausbau der TOSKA-
Anlage. Zwei Kälteanlagen mit einer
äquivalenten Leistung von 2 bzw. 0,5
Kilowatt bei 4,4 Kelvin, aber auch
der Möglichkeit im Unterdruckbetrieb
tiefere Temperaturen zu erzeugen,
bilden die kryotechnische Grundversorgung.
Leiter und Gehäuse der
Spulen selbst werden in einem geschlossenen
Sekundärkreis von überkritischem
Helium durchströmt, die
Strömung wird durch kalte Heliumpumpen
erzeugt. Zur Stromversorgung
der Spulen dienen Niederspannungs-
Hochstrom-Netzgeräte, mit 20 Kiloampere
für die LCT-Spule und 80
Kiloampere für die ITER-Modellspule.
Sehr wichtig sind Schnellentladungskreise
für die genannten Ströme
mit entsprechenden Leistungsschaltern,
um im Bedarfsfall und zu
Testzwecken die in den Spulen gespeicherte
elektromagnetische Energie
von 100 bis 200 Megajoule in wenigen
Sekunden in externe Widerstände
zu entladen. Kritische Komponenten
sind ferner die 80 Kiloampere-Stromzuführungen,
die vom Forschungszentrum
Karlsruhe, basierend auf den
Erfahrungen mit früheren 30 Kiloampere-Systemen,
entwickelt wurden.
Abb. 5 zeigt die ITER-Testspule mit
der LCT-Spule als Nachbarspule zur
Erzeugung eines Hintergrundfeldes
mit Schieflastkräften beim Einbau in
die TOSKA-Anlage.
Das Experimentierprogramm verlief
sehr erfolgreich: Der weltweit höchste
Maximalstrom von 80 Kiloampere
in einem Supraleitungsmagneten
wurde bei einem Maximalfeld in der
Spule von 10 Tesla ohne Probleme
erreicht. Die mechanischen Spannungen
erreichten dabei Werte, wie sie
in den späteren ITER-Spulen auftreten.
Lastzyklen wurden aufgeprägt,
Schnellentladungen wurden getriggert
und Stabilitätsuntersuchungen
mit Wärmepulsen ergaben die rechnerisch
erwarteten Resultate. Damit
konnte die Verfügbarkeit der Technologie
supraleitender Spulen für ITER
und die Eignung des entwickelten
Supraleiterkabels demonstriert werden.
Da die TOSKA-Anlage bereits vor
der Fertigstellung der ITER-Testspule
verfügbar war, wurde die Anlage
zudem genutzt, um in Zusammenarbeit
mit dem Max-Planck-Institut
für Plasmaphysik in Garching die
nicht-planare Modellspule für Wendelstein
7-X zu testen. Dies geschah
in einer Anordnung analog der für die
ITER-Spule, d. h. mit der LCT-Spule
als Nachbarspule. Der erfolgreiche
Test war Voraussetzung für den Start
der Serienfertigung der Wendelstein-
Spulen (siehe Abb. 13, Kap. 7.1.3, s.
S. 74).