Broschüre "Kernfusion" - KIT - PL FUSION

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erwarten. Wichtiges Hilfsmittel zur
Prüfung hitzebeständiger Großkomponenten
ist die Testanlage GLADIS
(Garching Large Divertor Sample
Test Facility), die 2005 im IPP in Garching
in Betrieb genommen wurde
(Abb. 29).
Die Möglichkeit, aktiv gekühlte Bauteile
bis zu zwei Metern Länge bei
hoher zyklischer Belastung zu untersuchen,
macht GLADIS europaweit
zu dem zur Zeit modernsten Wärmeflussteststand
seiner Art. Hier können
nicht nur kleine Proben, sondern
große Bauteile mit eigener Wasserkühlung
untersucht werden. Die
Energie für die Wärmeflusstests liefern
zwei starke Teilchenstrahlen:
Schnelle Wasserstoff-Ionen laden pro
Quadratmeter Leistungen bis 90
Megawatt in bis zu 30 Sekunden langen
Pulsen auf den Teststücken ab.
Eine Vakuumkammer umschließt die
Anordnung. Im vorderen Bereich des
teilbaren Stahlgefäßes ist die technische
Ausrüstung – Ionenquellen, Vakuumpumpen,
Wasserkühlung, Infrarotund
Videokamera – untergebracht, im
hinteren Bereich liegt die Probenkammer.
Über zahlreiche Fenster sind
Abb. 29:
Der Wärmeteststand GLADIS
(Garching Large Divertor
Sample Test Facility)
(Foto: IPP)
Messgeräte angeschlossen, die in bis
zu 40 Mess-Signalen die Reaktion
der Bauteile auf die hohe Belastung
aufnehmen, darunter Temperaturprofile
der Probe sowie Geschwindigkeit
und Temperatur des Kühlwassers.
Die mögliche Schädigung eines Bauteils
lässt sich so bereits während des
Entstehens beobachten und – ergänzt
durch metallographische oder elektronenmikroskopischeUntersuchungen
im Labor – Strukturfestigkeit,
Materialermüdung und thermohydraulisches
Verhalten exakt bestimmen.
Hauptaufgabe in den nächsten Jahren
sind Wärmebelastungstests für das
Fusionsexperiment Wendelstein 7-X,
das zur Zeit in Greifswald aufgebaut
wird: Die Serienprüfung der Schutzelemente
für das Plasmagefäß – einzelne
Kacheln und komplette, wassergekühlte
Divertormodule – unter den
späteren Betriebsbedingungen soll
die gesamte Herstellung begleiten.
Neben der Qualitätssicherung können
so die Anforderungen an die Kühlung
genau festgelegt werden. Für die
Tests wird ein Ionenstrahl mit Wärmeleistungen
von 5 bis 12 Megawatt
pro Quadratmeter ausreichen. Für die
größeren ITER-Bauteile, die durch
fernsteuerbare Manipulatoren im
Strahlgang verschoben werden können,
werden später beide Strahlen genutzt.