Magnetspulen

Die anspruchsvoll geformten Spulen für Stellarator-Anlagen werden etwas anders als die flachen Tokamakspulen hergestellt.

Der IPP-Stellarator Wendelstein 7-X ist zudem nicht mehr, wie seine Vorgänger, mit normalleitenden Spulen aus Kupfer, sondern mit supraleitenden Spulen aus Niob-Titan ausgerüstet. Im Unterschied zu Kupferspulen verbrauchen supraleitende Spulen – auf tiefe Temperaturen abgekühlt – nach dem Einschalten keine Energie; der Spulenstrom fließt nahezu verlustlos. So sollen sie den Dauerbetrieb möglich machen.

Die Magnetspulen von Wendelstein 7-X werden ein Feld von 6 Tesla (an den Spulen, d.h. 3 Tesla auf der Magnetfeldachse) erzeugen. Das supraleitende Material ist in dünnen Fasern in Kupferdrähte eingebettet, die zu einem Kabel verseilt wurden. Flüssiges Helium zum Abkühlen auf 4 Kelvin fließt zwischen den Einzeldrähten durch die Hohlräume des Kabels. Dazu ist das Kabel von einer heliumdichten Aluminiumhülle umgeben.

Das Hüllenmaterial ist während des Wickelprozesses weich und biegbar und konnte nachher durch Erwärmen ausgehärtet werden. Es garantiert damit – zusammen mit Glasfaser- und Kunstharzverstärkung – auch die nötige Festigkeit. So konnten die Erfahrungen beim Herstellen der Kupferspulen des Vorgängers Wendelstein 7-AS, die aus leicht biegbarer Kupferlitze gewickelt wurden, direkt übernommen werden.