Mühevolles und riskantes Bergsteigen als Synonym für mühevolle Forschung mit ungewissem Ausgang? Warum nicht!
Im kalten Krieg diente das Matterhorn in den Alpen als Codename für die Forschungsarbeiten zur kontrollierten Kernfusion, die 1951 unter Leitung von LYMAN SPITZER an der Princeton University mit dem von ihm entwickelten Stellarator-Konzept starteten.
Die 1958 bei Garching fortgeführten Arbeiten zum Stellarator-Konzept erhielten als Namensgeber natürlich einen bayerischen Berg, den Wendelstein. Die gewendelte Form der Magnetfeldlinien spielte auf den Wendelstein an.
Die Nummer 7 gibt die Folge der Stellaratoren-Typen an. Der erste große Stellarator war im Jahr 1975 der W7-A. 1988 folgte W7-AS (AS – Advanced Stellarator) mit optimierten modularen Spulen.
Die Arbeiten an den Wendelstein-Projekten in den 70er- und 80er Jahren zeigten, dass eine stabile Abtrennung des Fusionsplasmas vom Fusionsprodukt (Helium-4) möglich ist.
![Der Wendelstein bei Gewitter in Bayern [Jürgen Koppe: Öl auf Leinwand 2024]](https://www.ingpost.de/images/com_droppics/50/AshampooSnap2024121617h44m13s005.jpg?1734028493 "Der Wendelstein bei Gewitter in Bayern [Jürgen Koppe: Öl auf Leinwand 2024]")
![Wendelstein 7-X in Greifswald [Foto: MPI für Plasmaphysik, Anja Ullmann]](https://www.ingpost.de/images/com_droppics/50/AshampooSnap2024121617h44m59s006.jpg?1734028493 "Wendelstein 7-X in Greifswald [Foto: MPI für Plasmaphysik, Anja Ullmann]")
Die Ergebnisse des von 1988 bis 2002 betriebenen Experiments erfüllten bzw. übertrafen die Erwartungen derart, dass man 2001 in Greifswald begann, einen optimierten Stellarator (HELIAS – HELIcally Advanced Stellarator) unter der Bezeichnung Wendelstein 7-X zu bauen. Das erste Plasma wurde 2015 in Greifswald am Max-Planck-Institut erzeugt.
Es war naheliegend, von nun an zu prüfen, ob und unter welchen Bedingungen die MOL-Technologie zur Wasserbehandlung der Kühlkreisläufe im Projekt „Wendelstein 7-X“ eingesetzt werden kann.
Das Wasserversorgungssystem im Projekt „Wendelstein 7-X“ gliedert sich in folgende Teilsysteme:
Diese Anlage wird mit Stadtwasser versorgt. Damit diese Anlage zuverlässig funktioniert, muss das Wasser in der Sprinkleranlage frei von Scaling und Fouling sein.
Vorteile des MOLLIK-Einsatzes:
- Erhöhung der technologischen Sicherheit
- Deutliche Verminderung der Trübung
- Deutliche Verminderung Scaling und Fouling
- Wegfall UV-Lampe
Die äußere Kühlung arbeitet als offener Kühlkreislauf mit Verdunstungskühlanlagen. Zur Vermeidung von Kalkablagerungen wird das zugeführte Stadtwasser entcarbonisiert.
Vorteile des MOLLIK-Einsatzes:
- Einhaltung 42. BImschV
- Verminderung Scaling und Fouling
- Verminderung Korrosion
Die innere Kühlung arbeitet mit vollentsalztem Wasser im geschlossenen Kreislauf mit Wärmeübertrager. Die Verweilzeit des Wassers im Kühlsystem ist größer 1 Jahr. In dieser Zeit nimmt die Konzentration an Ionen (insbesondere Eisen-Ionen) nicht zu.
Vorteile des MOLLIK-Einsatzes:
- Vermeidung von Kavitation
- Vermeidung von Korrosion (Wasserdampfbläschen-Beize).
- Vermeidung von Scaling und Fouling
- Sicherung eines hohen Wärmeübergangs
Im Fusionsreaktor werden Wasserstoffkerne so weit stimuliert, dass diese fusionieren. Das läuft bei Temperaturen von 50 Mio. °C für Wasserstoff bis 150 Mio. °C für Elektronen ab. Im Rahmen des Projektes „Wendelstein 7-X“ wurde erreicht, dass für ca. 10 Minuten derartige Zustände kontinuierlich aufrechterhalten werden. In der kommenden Zeit ist geplant, diese Zeit auf 30 Minuten auszudehnen. Zur Erreichung dieser Zielstellung ist auch die Wärmeabfuhr entsprechend anzupassen.
Die hierfür nötigen Arbeiten erfolgen bei weiterer Nutzung der MOLLIK-Technologie. Eine gesonderte Anpassung der MOLLIK-Module ist zum gegenwärtigen Zeitpunkt nicht erforderlich.
Das Besondere an diesem Kühlkreislauf ist die Bereitstellung eines Kühlwassersystems mit sehr hohem Wärmeübergang im Kühlwasser, der ca. um das Zehnfache über dem bisher Üblichen liegen muss. Dies wird durch die MOLLIK-Technologie in Verbindung mit einem speziellen Wärmeübertrager sichergestellt.
Am 13. November 2024 wurden die MOL Katalysatortechnik GmbH und das Max-Planck-Institut für Plasmaphysik gemeinsam mit dem Sonderpreis der Umweltallianz Sachsen-Anhalt für das Projekt „Kühlwasserbehandlung in der Kernfusion“ ausgezeichnet.
Dr. Jürgen Koppe (VDI)
MOL Katalysatortechnik GmbH
