Eine der weltweit erfolg­reichsten Fusions­anlagen der 80er Jahre, das Experiment ASDEX des Max-Planck-Instituts für Plasma­physik (IPP) in Garching bei München, wurde am 2.–Dezember 2002 im Southwestern Institute of Physics (SWIP) im chinesischen Chengdu (Provinz Sichuan) wieder in Betrieb genommen. 5 Jahre nach der Still­legung 1990 war ASDEX an die Volks­republik China weiter­gegeben worden. Die Erzeugung des ersten Plasmas in der wieder aufgebauten Anlage wurde mit einer Fest­veranstaltung in Chengdu eingeleitet, zu der auch Gäste aus dem IPP geladen waren.

Die Großanlage ASDEX (Axialsymmetrisches Divertor­experiment) wurde nach 10 Jahren erfolg­reicher Experimentier­zeit 1990 mit Betriebs­beginn des Nachfolgers ASDEX Upgrade in Garching still­gelegt. Sie war aufgrund ihrer weltweit Aufsehen erregenden Ergebnisse – darunter die Entdeckung eines Plasma­zustandes mit verbesserter Wärme­isolation, auf dem die gesamte heutige Fusions­forschung aufbaut – eine der erfolg­reichsten Fusions­anlagen der 80er Jahre.

Abb. 1: Wiederaufbau von ASDEX – hier des Magnetsystems – in Chengdu. © SWIP

Nach der Stillegung meldete die Volks­republik China Interesse an der Anlage an. 1995 wurde sie – nach Genehmigung durch die deutschen und europäischen Geldgeber – von einem Team chinesischer Ingenieure und Techniker in Garching abgebaut. In ihre Einzelteile zerlegt, die jeweils numeriert und beschriftet über 1000 Kisten für Kleinteile und mehrere Container für die großen Elemente füllten, wurde die Anlage 1996 nach China verschifft. Der Abbau des Experiments, die Dokumentation, der Versand der 350 Tonnen schweren Anlage und ihr Wieder­aufbau lagen vollständig in der Hand des chinesischen SWIP, das auch alle Kosten übernahm. Die ASDEX-Mitarbeiter stellten ihre Kenntnis der technischen Details sowie die nötigen Pläne zur Verfügung und berieten bei der Demontage und beim Wiederaufbau ab 1999 in Chengdu in einem eigens dafür errichteten neuen Instituts­gebäude. Die Heiz- und Messapparaturen für das Plasma sowie die Steuerung und Energie­versorgung wurden in China neu gebaut. Solcher­maßen ergänzt und unter dem neuen Namen HL-2A (A für ASDEX) ging die Anlage am 2. Dezember als vorläufig größtes chinesisches Fusions­experiment wieder in Betrieb.

Abb. 2: Die wieder hergestellte Anlage in China – aus ASDEX wurde HL-2A. © SWIP

Dies wird sich ändern, wenn in rund 3 Jahren in Hefei das Fusions­experiment HT-7U in Betrieb gehen wird, das dort im Institut für Plasma­physik der Chinesischen Akademie der Wissen­schaften entsteht. Während HL-2A in Chengdu vor allem der Grundlagen­forschung dienen soll, sucht China mit HT-7U Anschluss an aktuellste Fragen der Fusions­forschung. Anders als die noch mit normal­leitenden Kupfer­spulen ausgerüstete Anlage in Chengdu soll HT-7U das Plasma in einem durch supra­leitende Spulen erzeugten Magnet­feld einschließen und lange Entladungs­pulse von mehreren Minuten Dauer erreichen. So kann sich das Experiment einem der gegenwärtig aktuellsten Themen widmen: Durch neue Techniken soll es den heute noch pulsweise arbeitenden Fusions­anlagen vom Typ Tokamak den Weg zum Dauer­betrieb bahnen.

Darüber hinaus hat China kürzlich Interesse angemeldet, sich auch an dem internationalen Großprojekt ITER zu beteiligen. Der Testreaktor ITER – der nächste Schritt der weltweiten Fusions­forschung – wird gegenwärtig von europäischen, japanischen und russischen Wissen­schaftlern gemeinsam vorbereitet. ITER soll zeigen, dass Energie­gewinnung durch Fusion physikalisch und technisch möglich ist und erstmals ein brennendes Fusionsplasma erzeugen.

Hintergrund

ASDEX war seinerzeit eines der erfolg­reichsten Fusions­experimente: Ziel der Fusions­forschung ist die Entwicklung eines Kraft­werks, das Energie aus der Verschmelzung von Atomkernen gewinnen soll. Brenn­stoff ist ein dünnes ionisiertes Gas, ein Wasserstoff­plasma, das zum Zünden des Fusions­feuers in Magnet­feldern eingeschlossen und auf hohe Temperaturen aufgeheizt werden muß. Mit dem Experiment ASDEX (Axialsymmetrisches Divertor­experiment) wurde eine spezielle Magnetfeld­anordnung – ein Divertor – getestet, die für saubere Plasmen sorgen sollte. Das Divertor­konzept hat sich bei der Reinhaltung des Plasmas außer­ordentlich bewährt. Überraschend zeigte sich eine zweite günstige Wirkung, nämlich eine deutliche Verbesserung der Wärmeisolation des Plasmas.

Das stillgelegte Fusions­experiment ASDEX im Max-Planck-Institut für Plasma­physik (IPP) in Garching bei München, das hier von 1980 bis 1990 betrieben wurde, wird an die Volks­republik China weiter­gegeben. Die Großanlage wird gegen­wärtig von einem Team chinesischer Ingenieure und Techniker im Garchinger Institut abgebaut. Nach China verschifft, soll ASDEX anschließend in Leshan (Provinz Sichuan) im Southwestern Institute for Plasma Physics (SWIP) wieder aufgebaut und weiter­betrieben werden.

ASDEX war eine der weltweit erfolg­reichsten Fusions­anlagen der 80er Jahre und hat den Fortschritt der Forschung maßgeblich bestimmt. „Mit der Abgabe an China leistet die europäische Fusions­forschung einen bedeutenden Beitrag zur wissen­schaftlichen Entwicklung Chinas auf dem wichtigen Gebiet seiner lang­fristigen Energie­sicherung”, kommentiert der ehemalige ASDEX-Projektleiter, Prof. Friedrich Wagner. Der Abbau des Experiments, die Dokumentation, der Versand der 350 Tonnen schweren Anlage und ihr Wieder­aufbau liegen vollständig in der Hand des chinesischen SWIP, das auch alle Kosten übernimmt. Die ehemaligen ASDEX-Mitarbeiter des Fusions­experimentes ASDEX im Max-Planck-Institut für Plasma­physik in Garching. stellen ihre Kenntnis der technischen Details sowie die nötigen Pläne zur Verfügung und beraten beim Ablauf der Demontage. Nachdem das IPP alle erforderlichen Genehmigungen eingeholt hatte – darunter auch die Euratom-Zustimmung des Europäischen Fusions­programms, das bei 45 Prozent Finanzierungs­beteiligung Miteigner des Experimentes ist – konnte der Abbau beginnen. Ein Team von 5 Ingenieuren und zehn Technikern aus China ist dazu Ende September im IPP angekommen.

Die Demontage muß sehr vorsichtig geschehen und in allen Einzel­schritten genau dokumentiert werden, da das Experiment anschließend in China wieder funktions­tüchtig aufgebaut werden soll. Nach etwa einem Monat Vorbereitung und dem Studium zahlreicher Aktenordner mit Zeichnungen und technischen Unter­lagen hatten die chinesischen Ingenieure ihren Abbauplan Anfang Oktober 1995 fertig­gestellt. Die Anlage wird nun in ihre Einzel­teile zerlegt, die jeweils numeriert und beschriftet über 1000 Kisten für Kleinteile und mehrere Container für die großen Elemente füllen werden. Ende Februar 1996 soll der Abbau beendet sein.

Nach dem Transport ins SWIP – dem mit 500 Mitarbeitern größten Fusionslabor Chinas – beginnt hier der Wieder­aufbau. Die Heiz- und Meßapparaturen für das Plasma sowie die Steuerung und Energie­versorgung werden in China neu gebaut. Solcher­maßen ergänzt und unter dem neuen Namen HL-2A (A für ASDEX) soll die Anlage nach etwa 5 Jahren als dann größtes chinesisches Fusions­experiment wieder einsatz­fähig sein. „Für die alte ASDEX-Mannschaft ist es eine große Befriedigung, daß ihr Experiment zu neuem Leben erweckt werden soll,” erklärt der ehemalige technische Leiter des Projekts, Dr. Harald Rapp. „Wir freuen uns, unser Forschungs­programm demnächst mit dem berühmten ASDEX zu ergänzen” meint umgekehrt der Leiter der chinesischen Gruppe, Prof. Jiancheng Yan.

ASDEX war seinerzeit eines der erfolg­reichsten Fusions­experimente: Ziel der Fusions­forschung ist die Entwicklung eines Kraft­werks, das Energie aus der Verschmelzung von Atomkernen gewinnen soll. Die Ergebnisse waren so bedeutend, daß das in Garching entwickelte Konzept inzwischen weltweit übernommen wurde. Auch ein späteres Fusions­kraftwerk wird mit Divertor arbeiten. Seit 1990 betreibt das IPP den Nach­folger ASDEX Upgrade, der den Divertor unter kraftwerks­ähnlichen Bedingungen testet.