Broschüre "Kernfusion" - KIT - PL FUSION
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Abb. 25:<br />
Designstudie der<br />
beschleunigergetriebenen<br />
intensiven<br />
Neutronenquelle<br />
IFMIF zur Werkstoffentwicklung<br />
unter<br />
fusionsspezifischen<br />
Belastungen.<br />
(Grafik: JAEA, Japan)<br />
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Ein jüngeres Arbeitsthema befasst<br />
sich mit der Neuentwicklung von reduziert<br />
aktivierbaren Legierungen<br />
mit nanometergroßen, oxidischen<br />
Dispersoiden und pulvermetallurgischer<br />
Basis. Erste Langzeit-Festigkeitsuntersuchungen<br />
zeigen, dass<br />
diese so genannten RA-ODS-Legierungen<br />
auf EUROFER97-Basis in<br />
auslegungsrelevanten Spannungsbereichen<br />
die obere Betriebstemperatur<br />
von 550 Grad Celsius um etwa 100<br />
Grad Celsius anheben und damit einhergehend<br />
in geeigneten Blanketentwürfen<br />
den Wirkungsgrad von Fusionskraftwerken<br />
erheblich verbessern<br />
würden.<br />
Parallel zur Werkstoffentwicklung<br />
werden im Forschungszentrum Karlsruhe<br />
zur mechanischen Auslegung<br />
von Komponenten Design-Codes entwickelt,<br />
die den speziellen Eigenschaften<br />
von RAFM-Stählen Rechnung<br />
tragen. Die Arbeiten umfassen<br />
die Formulierung neuer Regeln für<br />
verschiedene Temperaturbereiche, die<br />
Qualifizierung fortgeschrittener Lebensdauervorhersage-Modelle<br />
sowie<br />
die Validierung der Regeln durch<br />
Versuche an Blanketkomponenten.<br />
Letztlich decken die Materialforschungsinstitute<br />
mit den angegliederten<br />
Heißen Zellen und Infrastruktureinrichtungen<br />
des Forschungszentrums<br />
Karlsruhe die wesentlichsten<br />
zur Strukturwerkstoffentwicklung notwendigen<br />
Expertisen ab. In Europa<br />
und Japan ist diese Entwicklung zen-<br />
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traler Bestandteil einer Fusionsstrategie,<br />
welche auf dem Weg zu einem<br />
Demonstrations-Leistungskraftwerk<br />
neben ITER auch den Bau einer geeigneten<br />
intensiven Neutronenquelle<br />
beinhaltet. Da ITER auf Grund der<br />
geringen Neutronendosis nur einen<br />
kleinen Beitrag zur Werkstoffentwicklung<br />
für Leistungskraftwerke<br />
beitragen kann, ist eine solche Neutronenquelle<br />
für eine auslegungsrelevante<br />
Qualifizierung von Strukturwerkstoffen<br />
unabdingbar. Das favorisierte<br />
Konzept basiert auf zwei beschleunigergetriebenen<br />
40 Megaelektronenvolt-Deuteronenstrahlen,welche<br />
mit Hilfe eines gemeinsamen<br />
Lithiumtargets in einem genügend<br />
großen Volumen eine sehr intensive<br />
Neutronenquelle mit fusionsähnlichem<br />
Spektrum erzeugen (Abb. 25).<br />
Im Rahmen einer von der Internationalen<br />
Energieagentur IEA koordinierten<br />
Studie werden für diese „International<br />
Fusion Materials Irradiation<br />
Facility“ (IFMIF) Entwicklungsarbeiten<br />
durchgeführt, die darauf ausgerichtet<br />
sind, die für eine Bauentscheidung<br />
erforderlichen technischen<br />
Grundlagen zu schaffen. Für diese<br />
Neutronenquelle hat das Forschungszentrum<br />
die Entwicklung der gesamten<br />
Testzelle sowie die Koordination<br />
der europäischen Beiträge übernommen.<br />
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