Exkursion am 15.02.2008 nach Garching zum Max-Planck-Institut für Plasmaphysik

Die Gruppe von ca. 60 Interessierten startete am Freitag, den 15. Februar 2008 gegen 8.30 Uhr in Vaihingen mit dem Bus in Richtung Garching. Nach der Ankunft und einem Mittagessen in der Kantine begann die Führung durch das Institut.

Die erste Station war der Versuchsraum, in dem Dr. Pütterich einen interessanten Einblick in verschiedene Experimente gab. Das Institut bemüht sich, die Kernfusion (Verschmelzung von Atomkernen) als Energiequelle der Zukunft zu realisieren. Für die Kernfusion in einem Reaktor wird ein Plasma aus den Wasserstoffisotopen Deuterium und Tritium benötigt. Das Plasma braucht eine Temperatur von mindestens 100 Millionen Kelvin, damit die Fusion nach dem Zünden mit externer Energie „am Leben“ gehalten wird. Das Institut in Garching erreichte schon über 25 Millionen Kelvin. Um das Plasma so einzuschließen, dass es die Außenwand nicht berührt und dadurch auskühlt (was die Fusion wieder beenden würde), benötigt man einen Tokamak. Dieses Plasmagefäß beeinflusst das Plasma teils durch spezielle Magnetfeldanordnungen und teils durch einen elektrischen Strom, der durch das Plasma fließt. Das IPP experimentiert in Garching mit dem Tokamak ASDEX Upgrade. Jeden zweiten Tag ist am Institut die Experimentierphase, bei der das Plasma ungefähr alle 15-20 min entladen wird. Bei diesem Vorgang werden beispielsweise die Plasmadichte und die Temperatur gemessen. Diese Messdaten werden dann in dem Kontrollraum, der uns ebenfalls von Dr. Pütterich gezeigt wurde, aufbereitet, ausgewertet und gespeichert. Die Daten müssen in Lichtsignale umgewandelt und per Lichtleiter übertragen werden, da in der Halle aufgrund des ständig wechselnden Magnetfeldes keine direkte elektrische Verbindung aufgebaut werden kann (Induktion). Unsere Gruppe hatte das Glück, eine Plasmaentladung auf einem der Bildschirme mitverfolgen zu dürfen, die etwa zehn Sekunden dauerte und sich als ein kurzes, helles Aufblitzen zeigte.

Nachdem wir mit der Besichtigung des Kontrollraums fertig waren, verabschiedeten wir uns von Herrn Dr. Pütterich und wurden in die Energiezentrale geführt, wo Herr McGlaun wartete. Die Energie, die für die Experimente gebraucht wird, wird von großen Schwungradanlagen bereitgestellt. Das größte Schwungrad wiegt etwa 230 Tonnen und liefert für 10 Sekunden eine Leistung von 150 Megawatt. Es wird bis auf eine Geschwindigkeit von 900 km/h gebracht und speichert in der routierende Masse die benötigte Energie.

Anschließend begrüßte uns Dr. Linsmeier, der uns den Tandembeschleuniger vorstellte. Bei dieser Art von Teilchenbeschleuniger wird die Beschleunigungs-spannung doppelt genutzt. Bei einer Maximalspannung von 3 MV werden negative Ionen beschleunigt, diese dann am anderen Ende umgeladen und positiv geladen wieder zurück beschleunigt. Mit diesem Teilchenbeschleuniger werden von dem Institut Garching auch Experimente der Massenspektroskopie durchgeführt und die Eigenschaften von Deuterium und Tritium ermittelt. Unter anderem ist der Vorgang in dem Beschleuniger eine Simulation für das Geschehen an der ersten Wand des Tokamak-Reaktors.

Allgemein war es sehr interessant, die Zusammenhänge von Chemie und Physik zu erkennen, die am Institut eine große Rolle spielen.

Nach den lehrreichen Informationen über den Tandembeschleuniger fand noch ein 90-minütiger Vortrag von Prof. Dr. U. Schumacher in einem der Hörsäle statt. Er sprach allgemeine Dinge an, wie zum Beispiel die neue Energieversorgung durch Fusion, welche auf der einen Seite sehr fortschrittlich wäre, aber durch radioaktive Strahlung auch sehr gefährlich. Der Vortrag fasste alles Gelernte zusammen und gab interessante Informationen über den Tokamak, den Stellarator oder ITER, einem internationalen Forschungsprojekt zur Kernfusion.

Insgesamt war es ein aufschlussreicher und interessanter Tag, der Begeisterung für die Plasmaphysik weckte.

Elena Malz (Oberstufe)

Weitere Informationen bei Herrn Walker.