Broschüre "Kernfusion" - KIT - PL FUSION

ination von heterogen katalysierten
Reaktionen mit der Permeation von
Deuterium und Tritium durch Palladium-Silber-Membranenaufgearbeitet
werden. Der experimentell ermittelte
Dekontaminationsfaktor dieser
Stufe ist typisch größer als 1000.
In einem letzten Schritt zur Feinreinigung
werden unter Verwendung
einer PERMCAT genannten Komponente,
in welcher die Technologie der
Wasserstoffpermeation durch Membranen
direkt mit heterogen katalysierten
Reaktionen kombiniert ist,
über Isotopenaustausch mit Protium
im Gegenstrom auch geringste Restmengen
an Deuterium und Tritium
zurück gewonnen. Der experimentell
mit Tritium für die dritte Stufe nachgewiesene
Dekontaminationsfaktor
beträgt bis zu 200 000. Damit ist der
Abgasreinigungsprozess als wesentliches
Teilsystem für die Tritiumanlage
von ITER prinzipiell bereits in der
Praxis im Tritiumlabor Karlsruhe
demonstriert und ein Dekontaminationsfaktor
von 10 8 nachgewiesen.
Der innere Brennstoffkreislauf für
ITER konnte auf der Basis der experimentellen
Ergebnisse durch den
Betrieb der Anlage CAPER, der Tests
verschiedener Verfahren zur Tritiumspeicherung,
Isotopentrennung und
Analytik sowie der Erfahrungen aus
dem Betrieb der Infrastruktur des
Tritiumlabors Karlsruhe geplant werden.
Diese Arbeiten zum Design
mündeten neben einem allgemeinen
Fließbild zum gesamten Brennstoffkreislauf
vor allem auch in detaillier-
ten Prozess- und Verfahrensfließbildern
der einzelnen Systeme.
Die aktuellen Schwerpunkte der Forschung
und Entwicklung im Tritiumlabor
Karlsruhe liegen insbesondere
in den Tests prototypischer Komponenten.
So werden PERMCAT’s nicht
nur in Karlsruhe, sondern auch in
Zusammenarbeit mit JET in Culham
(England) im dortigen „Active Gas
Handling System“ getestet. Ein Metallhydridspeicher
in der Originalgröße
für ITER wird derzeit im
Hinblick auf die Lieferrate von gasförmigem
Tritium, aber auch bezüglich
der in-situ-Kalorimetrie experimentell
charakterisiert. In Zusammenarbeit
mit der Industrie werden
tritiumkompatible Pumpen konzipiert
und intensiv getestet.
Ein jüngeres Arbeitsthema im Tritiumlabor
Karlsruhe betrifft die Bestimmung
von Tritium in Kohlenstoff-Kacheln
und in den beobachteten
Flocken und im Staub aus den
Fusionsmaschinen JET und TFTR in
Princeton, USA. Dabei werden die
Oberflächen- und Tiefenprofile des
Tritiums mit diversen physikochemischen
Methoden bestimmt, um diese
Materialen der „ersten Wand“ genau
zu untersuchen. Letztlich zielen die
Arbeiten auf die Entwicklung von
Methoden zur Detritiierung der ersten
Wand, sowohl in-situ zur Reduzierung
des Tritiuminventars im Tokamak,
als auch ex-situ zur Minimierung
der Tritiummengen in festen
Abfällen. In letzterem Zusammenhang
wird auch geprüft, ob mit einem
hochempfindlichen Kalorimeter feste
Abfälle hinreichend charakterisierbar
sind.
Letztlich deckt das Tritiumlabor
Karlsruhe mit seinen Experimenten
und seinen Infrastruktursystemen
nahezu die gesamte Tritiumtechnologie
von ITER ab.
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