Die zentrale Magnetspule im Kern des ITER-Fusionsreaktors verfügt über ein Magnetfeld, das stark genug ist, um einen Flugzeugträger aus dem Wasser zu heben, und wird als „stärkster Magnet der Welt“ bezeichnet.
Der zentrale Solenoid (CS) besteht aus sechs Modulen und gilt als Herzstück des Fusionsreaktors ITER. Der CS besteht aus zylindrischen Spulen aus elektrischen Leitern, die aus dem Plasma extrem starke Ströme erzeugen.
Die zentrale Spule von ITER ist etwa 13 bis 18 Meter hoch, die Basis hat einen Durchmesser von 4,3 Metern und wiegt bis zu 1.000 Tonnen. Die darin befindlichen Drahtbündel arbeiten unabhängig voneinander und erzeugen enorme elektromagnetische Kräfte in verschiedene Richtungen. Um das Shuttle zu starten, muss die Basis einer doppelt so großen Kraft standhalten wie der Schub.
Der Fusionsreaktor ITER entsteht in Südfrankreich. Das erste CS-Modul wird im Herbst 2020 ausgeliefert. Die weltweit leistungsstärkste Magnetspule wurde vom US-Rüstungs- und Energieriesen General Atomics gebaut und 2021 fertiggestellt.
Bitte schauen Sie sich das von Sci Tech Daily bereitgestellte Video des Bauprozesses der Ingenieure am ITER-Reaktor an.
CS spielt eine entscheidende Rolle im Magnetsystem von ITER. Der ITER-Fusionsreaktor erzeugt Energie durch die Kombination zweier leichter Wasserstoffkerne, Deuterium und Tritium, zu einem schwereren Heliumkern. ITER wird 500 Megawatt Strom erzeugen – das Zehnfache der für seinen Betrieb benötigten Energie.
Fusionsreaktionen finden erst bei Temperaturen von etwa 120 Millionen Grad Celsius statt, die um ein Vielfaches höher sind als die Temperaturen im Kern der Sonne (etwa 15 Millionen Grad Celsius). ITER nutzt eine toroidale Magnetkammer, einen sogenannten Tokamak, um diese extrem hohen Temperaturen zu erzeugen.
Für den Bau des toroidalen zentralen Solenoidmagneten von ITER wurden 100.000 Kilometer supraleitender Niob-Zinn-Draht (Nb3Sn) mit einem Gewicht von über 400 Tonnen benötigt, der von den ITER-Projektlieferanten – China, Europa, Japan, Südkorea, Russland und den USA – hergestellt wurde. Die Produktion begann 2009 und endete 2014 mit einer Jahresproduktion von etwa 150 Tonnen. Die Gesamtlänge des für ITER produzierten Nb3Sn-Drahts reicht aus, um die Erde am Äquator zweimal zu umwickeln.
Nach seiner Fertigstellung wird ITERs 100.000 Kilometer supraleitender Draht aus einer Legierung aus Niob und Zinn bei -269 Grad Celsius ein Magnetfeld von bis zu 5 Tesla erzeugen, 100.000 Mal stärker als das Magnetfeld der Erde (etwa 25 bis 65 Mikrotesla).
Die großen Zahlen zu ITER
150 MILLIONEN °C
Im ITER wird die Temperatur 150 Millionen °C erreichen, das Zehnfache der Temperatur im Kern unserer Sonne von 15 Millionen °C und das 2500-fache der Temperatur an der Sonnenoberfläche von 6000 °C.
23.000 TONNEN
ITER wird 23.000 Tonnen wiegen, dreimal so viel wie der Eiffelturm. Die komplexe Maschine wird aus rund einer Million Einzelteilen bestehen.
310 TONNEN
Jede der 18 toroidalen (D-förmigen) Feldspulen des ITER-Tokamaks ist 17 Meter hoch, 9 Meter breit und wiegt 310 Tonnen, ungefähr das Gewicht einer voll beladenen Boeing 747-300.
104 KM
Für den Transport der schwersten Komponenten der ITER-Maschine musste eine spezielle 104 Kilometer lange Strecke, die sogenannte ITER-Route, modifiziert werden.
Das schwerste Bauteil von ITER wird inklusive Transportfahrzeug knapp 900 Tonnen wiegen, das höchste Bauteil wird etwa vier Stockwerke hoch sein, manche werden 33 Meter lang und manche 9 Meter breit sein.
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