Fachbereich 11 - Physik
Institut für Kernphysik
Prof. Dr. J. Andrä

Neutronenarme Kernfusion

Die verblüffendste Eigenschaft der oben beschriebenen EZR-Ionenquellen ist ihr absolut stabiler, nahezu verschleißfreier Betrieb über Wochen. Dies läßt auf äußerst stabilen magnetischen Einschluß der heißen Elektronen unter dem Einfluß der Mikrowellen schließen. Es liegt daher nahe, diese Stabilität auch für andere geladenen Teilchen, wie Protonen oder andere Ionen auszunützen. Dazu müssen das Volumen und die Stärken der Magnetfeldstrukturen deutlich erhöht werden und die Mikrowellen durch UKW-Wellen ersetzt werden. Simulationsrechnungen bestätigen, daß diese Teilchen durch Ionen-Zyklotron-Resonanz-Heizung (IZRH) auf große Energien gebracht werden können, und daß sie sich in vorgegebenen Raumbereichen zu großen Dichten komprimieren lassen. Dies sind sehr erfolgversprechende Bedingungen, um in solchen Strukturen kontrollierte, neutronenarme Kernfusion zwecks Energiefreisetzung zu realisieren. Abschätzungen zeigen, daß damit prinzipiell der Bau von Kleinkraftwerken der Megawatt-Klasse im Labormaßstab möglich sein sollte. Es werden deshalb Versuche unternommen, per IZRH Protonen und He-Ionen zu heizen. Erste Ergebnisse bestätigen diese Möglichkeit in der sicher zu kleinen 18 GHz-EZR-Ionenquelle, wobei also keine fusionsreifen Energien erzielt werden können. Sie liefern aber den Beweis, dass die IZRH in EZR-Plateau-Ionenquellen erfolgreich eingesetzt werden kann. Für ein echtes Fusions-Testexperiment in einer Plateau-EZRH-IZRH-Ionenquellenstruktur müsste die oben angesprochene noch größere und höherfrequentere und damit supraleitende EZR-Ionenquellenstruktur aufgebaut werden.

Beteiligte Wissenschaftler:

H.J. Andrä (Leiter), A. Heinen, M. Kahnt und L. Müller