Divertor

Ein Divertor (lat.: Ablenker, Abwender) ist ein Bauteil in Fusionsreaktoren. Der Divertor kann in ringförmigen Fusionsreaktoren der Bauarten Tokamak und Stellarator eingesetzt werden.

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Um eine kontinuierliche Fusion aufrecht zu erhalten, müssen während des Betriebes das Fusionsprodukt Helium-4 sowie unvermeidliche, aus dem Wandmaterial stammende Verunreinigungen aus dem Fusionsplasma entfernt werden. Ein Divertor besteht aus gekühlten Prallplatten, zu denen diese Ionen durch geeignete Hilfs-Magnetfelder hin gelenkt werden. Dort verlieren sie Energie und können dadurch Elektronen einfangen, also zu neutralen Atomen werden; diese werden durch Vakuumpumpen aus der Reaktionskammer entfernt.

Durch den Aufprall der Teilchen ist der Divertor einer hohen Wärmebelastung ausgesetzt (zusätzlich zu der Belastung aller plasmanahen Teile durch die schnellen Neutronen). Er muss deshalb modular aufgebaut sein, um seine Teile bei Bedarf leicht austauschen zu können. Als Material der Platten kommen Metalle mit hohem Schmelzpunkt wie Beryllium und Wolfram, aber auch Graphit in Betracht. Auch Verbundmaterialien aus diesen Elementen werden erprobt.

Die genaue Formgebung der Divertorplatten ist wichtig, damit das leichte, rotierende Plasma möglichst wenig behindert wird, schwere Verunreinigungen hingegen schnell aus dem Plasmastrom abgesondert werden.

Am Tokamak ASDEX (Axialsymmetrisches Divertorexperiment, dem Vorgänger von ASDEX Upgrade) wurde dieses Verfahren zur Plasmareinigung erprobt und perfektioniert. Inzwischen sind fast alle Fusions-Versuchsreaktoren mit einem Divertor ausgestattet.

Auch im ITER-Reaktor soll ein Divertor eingesetzt werden.