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Das über 100 Millionen Grad heiße Plasma muss von der Wand des Vakuumgefäßes, der sogenannten Ersten Wand ferngehalten werden. Jede Berührung des Plasmas mit der Ersten Wand würde zu augenblicklichem Abkühlen und zum Abriss des Plasmas führen und außerdem zu Schädigungen der Armierung der Ersten Wand führen. Aufgrund des hohen Plasmadruckes sind extrem starke Magnetfelder in der Größenordnung von bis zu 10 Tesla erforderlich. Das Plasma wird durch eine Aneinanderreihung magnetischer Spulen, die aus ökonomischen Gründen aus Supraleitern bestehen und mittels flüssigen Stickstoffs gekühlt werden, eingeschlossen(Abb.7). Dabei macht man sich zu Nutze, dass die Plasmateilchen, also die Ionen an die Feldlinien des Magnetfeldes gebunden sind. Diese laufen ständig in spiralförmigen Bewegungen um die Feldlinien. Um zu verhindern dass das Plasma an den Polen des agnetfeldes entweicht verwendet man ringförmige, sogenannte toroidale Magnetfelder. Da die Feldstärke des Magnetfeldes nach außen hin abnimmt, würden die Teilchen durch diese Feldstärkeänderung ständig einen Drift nach außen erfahren und irgendwann gegen die Wand treffen. Um dies zu verhindern verwendet man ein schraubenförmig verdrilltes Magnetfeld(siehe Abb.8). Dieses schraubenförmig verdrillte Feld erreicht man auf zwei unterschiedliche Arten.
Abb.8:
Starke Felder, von supraleitenden Magneten erzeugt, schließen das Fusionsplasma ein. Die Magnetfeldspulen bilden eine \"Tokamak\"-Konfigruation
Abb.7:
1. Durch den Tokamak-Reaktor: Das verdrillte Magnetfeld wird hier durch sich zwei überlagernde Magnetfelder erreicht. Erstens des torodiale Feld, das durch äußere Spulen erzeugt wird. Zweitens das Feld eines im Plasma fließenden Stroms. Dieser Strom wird durch einen Transformator induziert. Zur Fixierung der Lage des Stroms im Plasma benötigt der Tokamak zusätzlich noch ein vertikales Feld.
2. Durch den Stellarator: Bei diesem Reaktortyp wird die Verdrillung des Feldes nur durch äußere Feldspulen erzeugt. Dies erfordert aber eine sehr komplizierte Anordnung und Aufbau der Feldspulen. Allerdings kommt dieser Reaktor ohne Transformator aus.
Bei beiden Reaktortypen werden aber durch Zusammenstöße der Teilchen untereinander trotzdem immer wieder Teilchen nach außen gegen die Wand geschleudert. Dort schlagen sie schwere Atome, z.B. der Elemente Eisen, Nickel heraus. Gelangen diese ins Plasma nehmen sie Energie auf und geben sie in Form von UV-Licht oder Röntgenstrahlen wieder ab, dadurch wird das Plasma stark abgekühlt, was zu einem Erlöschen der Kernverschmelzung führt. Die Kontrolle der Wechselwirkungen zwischen Wand und Plasma zur Erzeugung von sauberen Plasma ist deshalb auch eine große Aufgabe in der Fusionforschung.
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