Das japanische National Institute of Quantum and Radiological Science and Technology (QST), Fusion for Energy (F4E) und das Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) haben kürzlich eine Kooperationsvereinbarung unterzeichnet, der zufolge sich PPPL am Satelliten-Tokamak-Projekt JT-60SA beteiligt, das Teil des japanisch-europäischen Gemeinschaftsprojekts „Broad Approach Initiative“ ist, um gemeinsam die Entwicklung der Fusionsenergie voranzutreiben. Ziel des Projekts ist es, die friedliche Nutzung der Fusionsenergie zu beschleunigen. Der Bau von JT-60SA, der weltweit größten Tokamak-Experimentieranlage für supraleitendes Plasma, ist abgeschlossen und die erste Plasmaentladung wurde erfolgreich durchgeführt. Mit dieser Zusammenarbeit ist PPPL die erste Institution außerhalb Japans und Europas, die einen wesentlichen Beitrag zum JT-60SA-Projekt leistet.

Gemäß der Vereinbarung wird PPPL fortschrittliche Diagnosetechnologie für JT-60SA bereitstellen, wobei der Schwerpunkt auf der Messung der Verunreinigungszusammensetzung im Plasma liegt. Das von PPPL entwickelte Röntgenkristallspektrometer kann die von Plasmaverunreinigungen emittierten spektralen Informationen genau erfassen und wichtige Parameter wie Verunreinigungsionendichte, Temperatur, Elektronentemperatur und Plasmaflusszusammensetzung liefern. Seine Geschwindigkeit und räumliche Auflösung sind besser als bei herkömmlichen Diagnosemethoden. Diese Daten sind entscheidend für das Verständnis der physikalischen Eigenschaften des Verunreinigungstransports und die Optimierung der Plasmaleistung. Verunreinigungen können nicht nur die Überhitzung erhitzter Komponenten verhindern und einen stabilen Betrieb des Geräts aufrechterhalten, sondern auch den Plasmakern kühlen. Daher ist die Kontrolle des Verunreinigungsverhaltens für die Stabilität von Fusionsreaktionen von großer Bedeutung. Das Spektrometer soll 2026 in das Plasmaerhitzungsexperiment JT-60SA eingebaut werden, und PPPL-Experten werden durch die Bedienung des Instruments und den Datenaustausch intensiv am Versuchsprozess beteiligt sein.

QST, F4E und PPPL beteiligen sich seit langem am ITER-Projekt und den zugehörigen DEMO-Reaktorprojekten. Die JT-60SA-Kooperationsvereinbarung vertieft die trilaterale Partnerschaft weiter. Der Austausch wissenschaftlicher Daten soll neue Erkenntnisse liefern und die Entwicklung wichtiger Fusionsenergietechnologien beschleunigen. Die drei Parteien erklärten, diese Zusammenarbeit als Chance zu nutzen, die globale Fusionsenergieforschung auf ein neues Niveau zu heben und saubere, nachhaltige Energielösungen für die Zukunft bereitzustellen.