Wandbelastung

 

 

Ein brennendes Fusionsplasma setzt das umgebende Plasmagefäß starken Belastung aus durch Plasmateilchen, Neutronen und elektromagnetische Strahlung.

Geladene und neutrale Plasmateilchen wirken vorwiegend oberflächennah auf das Plasmagefäß ein. Dabei kann es zu physikalischer oder chemischer Zerstäubung kommen, die durch Divertoren jedoch deutlich eingeschränkt werden kann. Thermischen Belastungen und die dadurch hervorgerufenen Spannungen müssen bei der Festigkeitsauslegung der Anlage berücksichtigt werden.

Für das Materialverhalten am wichtigsten ist die Neutronen-Belastung. Die Fusionsneutronen besitzen eine erhebliche Reichweite und durchdringen die Erste Wand und das Blanket, wo sie ihre Energie abgeben. Dabei kommt es zu Verlagerungen von Gitteratomen und zu Kernumwandlungen, was Schwellen, Kriechen und Verspröden des Materials verursachen kann.

Ziel der Materialentwicklung ist jedoch nicht nur die möglichst hohe Beständigkeit gegen diese Belastungen. Die Materialien sollen ebenso von den Fusionsneutronen möglichst wenig aktiviert werden können, bzw. diese Aktivierung soll möglichst schnell abklingen.