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- Ein Stellarator ist eine torusförmige Anlage zum magnetischen Einschluss eines heißen Plasmas mit dem Ziel der Energiegewinnung durch Kernfusion (siehe Fusion mittels magnetischen Einschlusses und Kernfusionsreaktor). Der Name dieses Fusionskonzeptes soll an die Kernfusion als Energiequelle der Sterne (lateinisch stella, Stern) erinnern. In Japan wird die Bezeichnung allerdings nur für klassische Stellaratoren verwendet; allgemein werden die im Folgenden beschriebenen Magnetfeldanordnungen dort als helikale Systeme bezeichnet. Das gleiche Ziel wie die Stellaratoren verfolgt das dazu alternative Konzept des Tokamaks. In beiden Typen torusförmiger Anordnungen kann ein stabiler magnetischer Einschluss des Plasmas nur erreicht werden, wenn die Magnetfeldlinien entlang des Torus nicht kreisförmig in sich geschlossen, sondern schraubenförmig (helikal) verdrillt sind. Beim Tokamak wird diese Verdrillung des Magnetfeldes durch einen elektrischen Strom erzeugt, der im Plasma selbst entlang des Ringes (toroidal) fließt. Beim Stellarator wird das verdrillte Magnetfeld vollständig von äußeren stromdurchflossenen Spulen erzeugt. Im Plasma fließt somit kein toroidaler Gesamtstrom. Stellarator-Plasmen sind nicht wie das Plasma in einem Tokamak kontinuierlich rotationssymmetrisch, das heißt, sie gehen nicht bei jeder beliebigen Drehung des Ringes um seine Achse in sich selbst über; vielmehr gilt dies nur bei Drehung um bestimmte, diskrete Winkel. Der Stellarator hat gegenüber dem Tokamak-Konzept zwei wesentliche Vorteile: Da kein toroidaler Strom im Plasma aufrechterhalten werden muss,
* werden mit dem Plasmastrom zusammenhängende Instabilitäten vermieden, die zu einem Zusammenbruch des Plasmaeinschlusses führen können;
* könnte ein Stellarator später als Kraftwerk grundsätzlich im Dauerbetrieb arbeiten. Beim Tokamak-Konzept ist dagegen die Frage, wie ein Strom im Plasma dauerhaft aufrechterhalten werden kann, noch Gegenstand aktueller Forschung. Diesen Vorteilen steht gegenüber, dass die dreidimensionale Struktur des Plasmas dessen Einschluss im heißen Zustand grundsätzlich erschwert, so dass eine Optimierung der Magnetfeldgeometrie notwendig wird. Auch ist das Spulensystem eines Stellarators komplexer als das eines Tokamaks. Tokamak und Stellarator haben sonst viele ähnliche Komponenten; auch die technischen Anforderungen sind weitgehend ähnlich. (de)
- Ein Stellarator ist eine torusförmige Anlage zum magnetischen Einschluss eines heißen Plasmas mit dem Ziel der Energiegewinnung durch Kernfusion (siehe Fusion mittels magnetischen Einschlusses und Kernfusionsreaktor). Der Name dieses Fusionskonzeptes soll an die Kernfusion als Energiequelle der Sterne (lateinisch stella, Stern) erinnern. In Japan wird die Bezeichnung allerdings nur für klassische Stellaratoren verwendet; allgemein werden die im Folgenden beschriebenen Magnetfeldanordnungen dort als helikale Systeme bezeichnet. Das gleiche Ziel wie die Stellaratoren verfolgt das dazu alternative Konzept des Tokamaks. In beiden Typen torusförmiger Anordnungen kann ein stabiler magnetischer Einschluss des Plasmas nur erreicht werden, wenn die Magnetfeldlinien entlang des Torus nicht kreisförmig in sich geschlossen, sondern schraubenförmig (helikal) verdrillt sind. Beim Tokamak wird diese Verdrillung des Magnetfeldes durch einen elektrischen Strom erzeugt, der im Plasma selbst entlang des Ringes (toroidal) fließt. Beim Stellarator wird das verdrillte Magnetfeld vollständig von äußeren stromdurchflossenen Spulen erzeugt. Im Plasma fließt somit kein toroidaler Gesamtstrom. Stellarator-Plasmen sind nicht wie das Plasma in einem Tokamak kontinuierlich rotationssymmetrisch, das heißt, sie gehen nicht bei jeder beliebigen Drehung des Ringes um seine Achse in sich selbst über; vielmehr gilt dies nur bei Drehung um bestimmte, diskrete Winkel. Der Stellarator hat gegenüber dem Tokamak-Konzept zwei wesentliche Vorteile: Da kein toroidaler Strom im Plasma aufrechterhalten werden muss,
* werden mit dem Plasmastrom zusammenhängende Instabilitäten vermieden, die zu einem Zusammenbruch des Plasmaeinschlusses führen können;
* könnte ein Stellarator später als Kraftwerk grundsätzlich im Dauerbetrieb arbeiten. Beim Tokamak-Konzept ist dagegen die Frage, wie ein Strom im Plasma dauerhaft aufrechterhalten werden kann, noch Gegenstand aktueller Forschung. Diesen Vorteilen steht gegenüber, dass die dreidimensionale Struktur des Plasmas dessen Einschluss im heißen Zustand grundsätzlich erschwert, so dass eine Optimierung der Magnetfeldgeometrie notwendig wird. Auch ist das Spulensystem eines Stellarators komplexer als das eines Tokamaks. Tokamak und Stellarator haben sonst viele ähnliche Komponenten; auch die technischen Anforderungen sind weitgehend ähnlich. (de)
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