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Fusions­energie

Entwicklung von neuen Kupferprodukten für Fusionsreaktoren.

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Kupfer spielt in der Fusionsenergie eine entscheidende Rolle. Fusionsenergie hat die Fähigkeit, kohlenstoffneutrale Energie für jedermann verfügbar zu machen. Luvata unterstützt die Fusionsentwickler seit Jahrzehnten – von den visionären Anfängen bis zu den großen Fortschritten, die sie heute vorantreiben. Luvata ist bestrebt, den Anforderungen dieser Branche auf jede erdenkliche Weise gerecht zu werden.

In einem Fusionsreaktor werden Teilchen im Plasma verschmolzen und gleichzeitig große Mengen an Energie erzeugt. Die Reaktionen erzeugen einen massiven Wärmestrom, der die Erfassung der Energie ermöglicht. Die verwendeten Materialien müssen hochenergetischen Neutronen, Strahlung und großen Kräften in der Plasmaumgebung standhalten. Andererseits benötigen plasmasteuernde Magnete kryogene Bedingungen bei extrem niedrigen Temperaturen. Luvata kann sauerstofffreies Kupfer und andere Kupferprodukte für alle diese Fusionsenergieanwendungen und -umgebungen anbieten.

Kupferprodukte in der Fusionsenergie

Zusammenarbeit in Fusionsenergienetzen

Luvata arbeitet eng mit Unternehmen der Fusionsentwicklung, Instituten und Universitäten zusammen und ist auch Teil von FinnFusion. In den vergangenen Jahren waren wir erfolgreich an ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), JET, JT-60, KSTAR und vielen anderen öffentlich finanzierten Forschungseinrichtungen in der ganzen Welt beteiligt.

Luvatas Kupfer in der Fusionsenergie

  • Magnete sind für den magnetischen Einschluss von entscheidender Bedeutung, da sie Teilchenstrahlen und Plasmen einschließen können. Daher werden in Fusionsgeräten viele Arten von Magneten verwendet. Kupferleiter sind wichtige Bestandteile von Magneten. Die Magnettechnologie entwickelt sich rasant. In Tokamaks vom Typ ITER werden Toroid-Feldspulen, Poloid-Feldspulen und Solenoid verwendet. Der Stellarator ist eine andere Art von Fusionsreaktor mit Magnetspulen. Alle diese Arten von Magnetspulen werden aus supraleitenden Drähten und Kabeln oder resistiven Kupferleitern hergestellt. Häufig sind Hohlleiter die beste Lösung für die Wärmeabfuhr und -rückgewinnung von Magneten.  

  • Sowohl Niedertemperatursupraleiter (LTS) als auch Hochtemperatursupraleiter (HTS) benötigen eine extrem kalte Umgebung, die in Kryostaten aufrechterhalten wird. Für alle Leiter wird Kupfer verwendet, wobei es oft am besten ist, kryogenes Kupfer zu verwenden. Spezifisch messbar ist bei diesen Produkten der RRR-Wert. Kaltverarbeitete OFE-Kupferleiter von Luvata können hohe RRR-Werte für 4 K oder 20 K aufweisen.

  • Im Gegensatz zu Magneten ist der Betriebsraum im Reaktor extrem heiß. Der Fusionsreaktor selbst erzeugt Energie in Form eines Wärmestroms, der von den Frontwand-Blanket-Modulen und dem Divertor abgeführt werden muss. Luvata bietet CuCrZr-Legierungen an, die dem ITER-Grade CuCrZr entsprechen. Sie haben sich als bestrahlungsbeständig erwiesen, ohne ihre Leitfähigkeit und Festigkeit zu verlieren. 

  • Hochreines sauerstofffreies Kupfer wird von Luvata in großem Maßstab zu Komponenten für Stromzuführungen verarbeitet. Diese Technologie ist für Anwendungen wie die Neutralstrahlinjektion und die Elektronenzyklotronheizung, Schlüsselkomponenten in Fusionsreaktoren, von entscheidender Bedeutung. Schmiedekompetenz wird eingesetzt, um komplexe Bauteile mit homogener Gefügestruktur und ohne Werkstoffausrichtung zu fertigen.

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