Broschüre "Kernfusion" - KIT - PL FUSION

3.3 Energieumwandlung im Blanket
Zukünftige Fusionskraftwerke müssen
sich dem wirtschaftlichen Wettbewerb
mit anderen Energiequellen
stellen. Eine Schlüsselrolle kommt dem
Blanket – der inneren Auskleidung des
Plasmagefäßes – zu, da überwiegend
dort die Umwandlung der Fusionsenergie
in Wärme erfolgt. Sein thermischer
Wirkungsgrad und seine Leistungsdichte
gehen direkt in den Gesamtwirkungsgrad
eines Fusionskraftwerkes
ein. Das Blanket in einem Fusionskraftwerk
erfüllt drei Funktionen:
• Umwandlung der Neutronenenergie
aus der Fusionsreaktion
D + T -> 4 He + n + 17,58 MeV
in nutzbare Wärme.
• Erbrüten des Brennstoffs Tritium
durch die Kernreaktionen
7 Li + n -> 4 He +T + n -2.47 MeV
und
6 Li + n -> 4 He +T + 4.78 MeV.
Da die erste Reaktion aufgrund
ihrer Energieschwelle wenig beiträgt,
wird der natürliche Anteil des
6 Li von 7,5 je nach Konzept auf 30
bis 90 Prozent angereichert.
• Abschirmung des Vakuumgefäßes
und der supraleitenden Magnete gegen
Neutronen und Gamma-Strahlung,
um Strahlenschäden zu minimieren.
Die Hauptlast trägt jedoch
eine direkt hinter dem Blanket angebrachte
Abschirmung, in der die
Neutronen weiter moderiert und
eingefangen werden.
Die Blanketentwicklung im europäischen
Fusionsforschungsprogramm
konzentriert sich auf zwei Entwicklungslinien,
das heliumgekühlte Feststoffblanket
HCPB (helium cooled
pebble bed) und das heliumgekühlte
Flüssigmetallblanket HCLL (helium
cooled lithiuim lead). Beide Konzepte
sind mit begrenzter Extrapolation
heute verfügbarer Technologien
herstellbar.
Den prinzipiellen Aufbau des unter
Federführung des Forschungszentrums
Karlsruhe entwickelten HCPB-
Blankets zeigt Abb. 7.
Abb. 7:
Schnitt durch die Box des
HCPB-Blanket-Konzeptes
(Grafik: FZK)
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