Eerste plasma in Magnum-PSI
23 juni 2009
Onderzoekers en ingenieurs van het FOM-Instituut voor Plasmafysica Rijnhuizen in Nieuwegein hebben op donderdag 18 juni voor het eerst een plasma opgewekt in het nieuwe plasma-wand experiment Magnum-PSI. Dit markeert de tweede belangrijke mijlpaal in de bouw van het unieke experiment. De plasmabron is nu afgebouwd, inclusief de koeling, gastoevoer, besturingselektronica, elektrische voedingen, dataverzameling en veiligheidssystemen.
Het geheel functioneerde boven verwachting. "Dit is echt een prestatie van het team als geheel. Iedereen heeft hier keihard aan gewerkt, maar het resultaat is er dan ook naar", aldus dr. Wim Koppers, projectleider van Magnum-PSI.
Magnum-PSI is een uniek experiment dat speciaal is ontworpen om de processen die een rol spelen in de divertor van het fusie-experiment ITER te bestuderen. ITER is de volgende stap in het wereldwijde onderzoek naar kernfusie als toekomstige schone, veilige en vrijwel onuitputtelijke energiebron. De divertor is de “asla” van het experiment, de enige plek in de machine waar de gloeienhete brandstof (het plasma) direct in contact komt met een wand. Met Magnum-PSI kunnen onderzoekers plasma’s maken met een groot aantal verschillende eigenschappen en dit richten op allerlei wandmaterialen. Het effect van het plasma op de wand kan zo ter plekke met een groot aantal meetinstrumenten worden bestudeerd. Dit wordt het enige experiment dat de dichtheid, temperatuur en het magneetveld zoals dat wordt verwacht in de ITER divertor na kan bootsen.
Eerder al toonden onderzoekers van Rijnhuizen aan dat zij in staat zijn deze omstandigheden na te maken in het Pilot-PSI experiment, de kleinere voorloper van Magnum-PSI. Eenmaal voltooid zal Magnum-PSI een veel bredere plasmabundel maken. Hiermee kan het 'sterk gekoppelde regime' bestudeerd worden, het gebied waarin materiaal dat van de wand erodeert in het plasma gevangen blijft en opnieuw chemisch en fysisch kan reageren met plasma én wand.
De derde belangrijke mijlpaal, het installeren en testen van het supergeleidende magneetsysteem, staat gepland voor november 2009. Magnum-PSI zou eind 2009 klaar en getest moeten zijn. De eerste experimenten gaan begin 2010 van start.
Het eerste plasma in het Magnum-PSI experiment, donderdag 18 juni. Het plasma, een heet gas van elektrisch geladen Argondeeltjes, expandeert snel in het vacuüm van Magnum. Als in november het magneetsysteem is afgebouwd zal het plasma een brede bundel vormen die op verschillende te testen wandmaterialen voor ITER gericht kan worden.
Een overzicht van het Magnum-PSI experiment. Linksonder staat de houder voor de plasmabron, die ten tijde van de foto nog niet in het experiment geïnstalleerd was. De centrale buis is de buis waarin het plasma naar het wandmateriaal (ter hoogte van de zwart-geel gestreepte tape) wordt geleid. De houten ombouw geeft aan waar de supergeleidende magneet moet komen.
Een close-up van de dubbele wand van de plasmakamer van het Magnum-PSI systeem. Te zien zijn verschillende toegangspoorten waardoor met meetinstrumenten naar het plasma gekeken kan worden. Ook zijn aansluitingen voor de vele koelleidingen te zien; liters koelwater moeten het instrument beschermen tegen het intens hete plasma.