Plasma-experts verfijnen meetmethode wanderosie fusiereactor
20 oktober 2009
Onderzoekers van FOM-Rijnhuizen hebben de calibratie verbeterd van de standaardmethode om wanderosie in toekomstige fusiereactoren te meten. Promovendus Jeroen Westerhout ontdekte dat de calibratietechniek bij relatief lage plasmatemperaturen (rond 10.000 °C) veel meer signaal oplevert dan de theorie voorspelt. Het onderzoek maakt een betere calibratie mogelijk van de wanderosie, een belangrijke factor in het succes van energieproducerende fusie-experimenten als ITER. De onderzoekers beschrijven de resultaten in het vakblad Applied Physics Letters.
Het lineaire plasma-experiment Pilot-PSI produceert plasma bij dichtheden en temperaturen die vergelijkbaar zijn met de omstandigheden in de ITER-divertor
In een fusiereactor houden sterke magneetvelden het hete, geladen brandstofgas (een plasma) van de reactorwand af. Daardoor kan de fusiereactie van deuterium en tritium zichzelf in stand houden zonder te groot warmteverlies. Om het fusieproduct helium af te voeren, wordt het plasma op de wand geleid in de divertor (uitlaat) van de reactor. Chemische reacties van het hete deuterium en tritium met de koolstofwand van de divertor zullen leiden tot erosie.
Erosie van koolstof targets na steeds langere blootstelling aan het plasma in Pilot-PSI
Wetenschappers kijken naar de specifieke kleuren licht die een koolwaterstofverbinding uitzendt om slijtage van de reactorwand in de gaten te houden. In vergelijkbare experimenten heeft Jeroen Westerhout tot duizend keer meer licht gemeten dan volgens de theorie verwacht wordt. Hij heeft dit kunnen verklaren door rekening te houden met licht dat uitgezonden wordt ten gevolge van de chemische erosiereacties.
Waterstofplasma stroomt uit de bron van Pilot-PSI (links) het vacuümvat van de opstelling in. Van onderen wordt methaan ingebracht, een techniek die onder andere wordt gebruikt om metingen van wanderosie te calibreren.