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Supermagnet erzeugt Magnetfeld mit 20 Tesla

Im Plasma Science and Fusion Center des MIT haben Forscher den stärksten Magneten der Welt entwickelt

Der supraleitende Hochtemperaturmagnet ist eine wichtige Grundlage für den Fusionsreaktor, mit dem sich weltweit mehrere Forschungsprojekte beschäftigen. Der jetzt im MIT vorgestellte Supermagnet erreicht eine Feldstärke von 20 Tesla, das ist das stärkste Magnetfeld, da je auf der Erde erzeugt wurde. Der Magnet soll im Forschungsreaktor SPARC ab 2025 eingesetzt werden.

„Die Herausforderungen bei der Verwirklichung der Fusion sind sowohl technischer als auch wissenschaftlicher Art“, sagt Dennis Whyte, Direktor des Plasma Science and Fusion Center des MIT, das mit CFS an der Entwicklung von SPARC arbeitet. Aber wenn sich die Technologie erst einmal bewährt hat, sagt er, „ist sie eine unerschöpfliche, kohlenstofffreie Energiequelle, die man überall und jederzeit einsetzen kann. Es ist wirklich eine grundlegend neue Energiequelle.“

Fusion ist der Prozess, der die Sonne antreibt: die Verschmelzung zweier kleiner Atome zu einem größeren, wobei enorme Energiemengen freigesetzt werden. Der Prozess erfordert jedoch Temperaturen, die weit über dem liegen, was ein festes Material aushalten könnte. Um die Energiequelle der Sonne hier auf der Erde einzufangen, ist eine Möglichkeit erforderlich, etwas so Heißes – 100.000.000 Grad oder mehr – einzufangen und einzudämmen, indem es so aufgehängt wird, dass es nicht mit etwas Festem in Kontakt kommt. Dies geschieht durch starke Magnetfelder, die eine Art unsichtbare Flasche bilden, die die heiße, wirbelnde Suppe aus Protonen und Elektronen, ein sogenanntes Plasma, enthält. Da die Partikel eine elektrische Ladung haben, werden sie stark von den Magnetfeldern kontrolliert, und die am weitesten verbreitete Konfiguration, um sie zu enthalten, ist ein Donut-förmiges Gerät, das als Tokamak bezeichnet wird. Die meisten dieser Geräte erzeugen ihre Magnetfelder mit herkömmlichen Elektromagneten aus Kupfer, doch die neueste und größte in Frankreich im Bau befindliche Version namens ITER verwendet sogenannte Niedertemperatur-Supraleiter. Die größte Innovation des MIT-CFS-Fusionsdesigns ist die Verwendung von Hochtemperatur-Supraleitern, die ein viel stärkeres Magnetfeld auf kleinerem Raum ermöglichen.

Weitere Informationen finden Sie hier.

Bild: Gretchen Ertl, CFS/MIT-PSFC, 2021