Sonnenoberfläche I Die Sonne, wie sie vom Sonnenobservatorium SOHO (Solar & Heliospheric Observatory) im Ultraviolett-Licht mit einer bestimmten Wellenlänge beobachtet wird. Das die Sonne umrundende Observatorium, ein internationales Kooperationsprojekt von ESA und NASA, hat unterschiedliche Messinstrumente an Bord. Die Aufnahmen zeigen die heiße Sonnenoberfläche mit Sonnenflecken und mächtigen, viele Erddurchmesser weit in den Weltraum hinausreichenden Eruptionen. Der Motor dieser Vorgänge, ein Fusionsfeuer, steckt im Sonnenzentrum.
Aufnahme im extremen Ultraviolett-Licht, SOHO-Observatorium
© SOHO (ESA & NASA)
Sonnenoberfläche I Die Sonne, wie sie vom Sonnenobservatorium SOHO (Solar & Heliospheric Observatory) im Ultraviolett-Licht mit einer bestimmten Wellenlänge beobachtet wird. Das die Sonne umrundende Observatorium, ein internationales Kooperationsprojekt von ESA und NASA, hat unterschiedliche Messinstrumente an Bord. Die Aufnahmen zeigen die heiße Sonnenoberfläche mit Sonnenflecken und mächtigen, viele Erddurchmesser weit in den Weltraum hinausreichenden Eruptionen. Der Motor dieser Vorgänge, ein Fusionsfeuer, steckt im Sonnenzentrum.
Aufnahme im extremen Ultraviolett-Licht, SOHO-Observatorium
© SOHO (ESA & NASA)
Sonnenoberfläche I Die Sonne, wie sie vom Sonnenobservatorium SOHO (Solar & Heliospheric Observatory) im Ultraviolett-Licht mit einer bestimmten Wellenlänge beobachtet wird. Das die Sonne umrundende Observatorium, ein internationales Kooperationsprojekt von ESA und NASA, hat unterschiedliche Messinstrumente an Bord. Die Aufnahmen zeigen die heiße Sonnenoberfläche mit Sonnenflecken und mächtigen, viele Erddurchmesser weit in den Weltraum hinausreichenden Eruptionen. Der Motor dieser Vorgänge, ein Fusionsfeuer, steckt im Sonnenzentrum.
Aufnahme im extremen Ultraviolett-Licht, SOHO-Observatorium
© SOHO (ESA & NASA)
Plasmagefäß von ASDEX Upgrade I Fusionskraftwerke sollen das Sonnenfeuer auf die Erde holen. Ein nahezu unerschöpflicher Energievorrat ließe sich so erschließen. Die Forschungsanlage ASDEX Upgrade im Garchinger Max-Planck-Institut für Plasmaphysik ist das größte Fusionsexperiment in Deutschland. In seinem ringförmigen Plasmagefäß wird das 100 Millionen Grad heiße Fusionsplasma durch magnetische Kräfte vor den Wänden in Schwebe gehalten. Durch zahlreiche Gefäßöffnungen kann das Plasma geheizt und beobachtet werden.
Fotografie, Thomas Henningsen
© Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
Plasmagefäß von ASDEX Upgrade I Die Innenwand des Plasmagefäßes der Fusionsanlage ASDEX Upgrade ist – weltweit einmalig – vollständig mit dem Metall Wolfram bedeckt. So will man ein möglichst verträgliches Wechselspiel zwischen dem heißen Brennstoff und der Gefäßwand erreichen. Wegen der viel versprechenden Ergebnisse wird dieses Material inzwischen auch für den Testreaktor ITER diskutiert.
Digitalfotographie, Dr. Volker Rohde
© Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
Fusionsplasma I Ultradünn, aber extrem heiß ist das Wasserstoff-Plasma in der Fusionsanlage ASDEX Upgrade. Gerade zwei Milligramm Wasserstoff verteilen sich auf ein Volumen von 13 Kubikmetern. Technisch gesehen herrscht in der gefüllten Plasmakammer damit ein Vakuum - bei 100 Millionen Grad Plasmatemperatur allerdings ein sehr heißes.
Montage: CCD-Filmaufnahme und Digitalfotographie, ASDEX Upgrade-Team
© Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
Boden des Plasmagefäßes von ASDEX Upgrade I Auf die speziell ausgerüsteten Prallplatten des Divertors, die am Boden des Plasmagefäßes umlaufen, wird die äußere Randschicht des magnetisch eingeschlossenen Plasmaringes gelenkt. Auf den Platten werden die Plasmateilchen neutralisiert und dann abgepumpt. Auf diese Weise werden Verunreinigungen aus dem Plasma entfernt. Zugleich werden die Gefäßwände geschont und eine gute Wärmeisolation des Plasmas erreicht. Auch für den Testreaktor ITER ist das Bauteil vorgesehen.
Digitalfotographie, Dr. Volker Rohde
© Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
Beschleunigungsgitter I Den Fusionsbrennstoff auf Zündtemperatur von über 100 Millionen Grad zu bringen, gelingt mit einer Neutralteilchen-Heizung: Mit Elektroden wie im Bild werden Wasserstoffatome auf Geschwindigkeiten bis 9.000 Kilometer pro Sekunde beschleunigt und in das Plasma eingeschossen. Beim Zusammenstoßen mit den Plasmateilchen geben sie ihre Energie ab. Im IPP wird dieses erfolgreiche Heizverfahren für den Testreaktor ITER weiterentwickelt.
Digitalfotografie, IPP
© Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
Beschleunigungsgitter I Den Fusionsbrennstoff auf Zündtemperatur von über 100 Millionen Grad zu bringen, gelingt mit einer Neutralteilchen-Heizung: Mit Elektroden wie im Bild werden Wasserstoffatomeauf Geschwindigkeiten bis 9.000 Kilometer pro Sekunde beschleunigt und in das Plasma eingeschossen. Beim Zusammenstoßen mit den Plasmateilchen geben sie ihre Energie ab. Im IPP wird dieses erfolgreiche Heizverfahren für den Testreaktor ITER weiterentwickelt.
Digitalfotografie, IPP
© Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
Beschleunigungsgitter I Den Fusionsbrennstoff auf Zündtemperatur von über 100 Millionen Grad zu bringen, gelingt mit einer Neutralteilchen-Heizung: Mit Elektroden wie im Bild werden Wasserstoffatomeauf Geschwindigkeiten bis 9.000 Kilometer pro Sekunde beschleunigt und in das Plasma eingeschossen. Beim Zusammenstoßen mit den Plasmateilchen geben sie ihre Energie ab. Im IPP wird dieses erfolgreiche Heizverfahren für den Testreaktor ITER weiterentwickelt.
Digitalfotografie, Stefanie Graul
© Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
Beschleunigungsgitter I Den Fusionsbrennstoff auf Zündtemperatur von über 100 Millionen Grad zu bringen, gelingt mit einer Neutralteilchen-Heizung: Mit Elektroden wie im Bild werden Wasserstoffatomeauf Geschwindigkeiten bis 9.000 Kilometer pro Sekunde beschleunigt und in das Plasma eingeschossen. Beim Zusammenstoßen mit den Plasmateilchen geben sie ihre Energie ab. Im IPP wird dieses erfolgreiche Heizverfahren für den Testreaktor ITER weiterentwickelt.
Digitalfotografie, Stefanie Graul
© Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
Ionenquelle I Um mit der Neutralteilchen-Heizung Wasserstoffatome beschleunigen zu können, müssen sie zunächst als geladene Teilchen für elektrische Kräfte greifbar werden. Die Ionenquelle des IPP erzeugt deshalb aus neutralem Wasserstoffgas negativ geladene Wasserstoff-Ionen, die dann durch hintereinander liegende Gitterelektroden abgesaugt und beschleunigt werden. Anschließend wird der Ionenstrahl wieder neutralisiert. So fliegen die schnellen Teilchen unbehindert durch das Magnetfeld in das Plasma und heizen es auf.
Digitalfotografie, Stefanie Graul
© Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
Außenhülle des Fusionsexperiments Wendelstein 7-X I 70 große supraleitende Magnetspulen erzeugen den magnetischen Käfig für das Plasma in der Forschungsanlage Wendelstein 7-X, die zurzeit im IPP-Teilinstitut Greifswald aufgebaut wird. Mit flüssigem Helium auf Supraleitungstemperatur nahe dem absoluten Nullpunkt abgekühlt, verbrauchen diese Spulen nach dem Einschalten kaum Energie. Eine wärmeisolierende Außenhülle, der im Bild gezeigte Kryostat, wird mit 16 Metern Durchmesser den gesamten Spulenkranz umschließen.
Digitalfotografie mit farbigem Licht, Wolfgang Filser
© Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
Außenhülle des Fusionsexperiments Wendelstein 7-X I 70 große supraleitende Magnetspulen erzeugen den magnetischen Käfig für das Plasma in der Forschungsanlage Wendelstein 7-X, die zurzeit im IPP-Teilinstitut Greifswald aufgebaut wird. Mit flüssigem Helium auf Supraleitungstemperatur nahe dem absoluten Nullpunkt abgekühlt, verbrauchen diese Spulen nach dem Einschalten kaum Energie. Eine wärmeisolierende Außenhülle, der im Bild gezeigte Kryostat, wird mit 16 Metern Durchmesser den gesamten Spulenkranz umschließen.
Digitalfotografie mit farbigem Licht, Wolfgang Filser
© Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
Außenhülle des Fusionsexperiments Wendelstein 7-X I 70 große supraleitende Magnetspulen erzeugen den magnetischen Käfig für das Plasma in der Forschungsanlage Wendelstein 7-X, die zurzeit im IPP-Teilinstitut Greifswald aufgebaut wird. Mit flüssigem Helium auf Supraleitungstemperatur nahe dem absoluten Nullpunkt abgekühlt, verbrauchen diese Spulen nach dem Einschalten kaum Energie. Eine wärmeisolierende Außenhülle, der im Bild gezeigte Kryostat, wird mit 16 Metern Durchmesser den gesamten Spulenkranz umschließen.
Digitalfotografie mit farbigem Licht, Wolfgang Filser
© Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
Teilstück des Plasmagefäßes von Wendelstein 7-X I Im Inneren von Außengefäß und Spulenkranz liegt das Plasmagefäß der Fusionsanlage Wendelstein 7-X. Das Bild zeigt eines der zwanzig Teilstücke, aus denen die annähernd ringförmigen Kammer zusammengesetzt wird. In seiner bizarren Form passt sich das Gefäß dem verwundenen Plasmaschlauch an. Er wird später durch zahlreiche Gefäßöffnungen beobachtet und geheizt. Ebenso viele Stutzen verbinden – gut wärmeisoliert – diese Luken mit entsprechenden Öffnungen im Außengefäß.
Digitalfotografie mit farbigem Licht, Wolfgang Filser
© Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
Teilstück des Plasmagefäßes von Wendelstein 7-X I Im Inneren von Außengefäß und Spulenkranz liegt das Plasmagefäß der Fusionsanlage Wendelstein 7-X. Das Bild zeigt eines der zwanzig Teilstücke, aus denen die annähernd ringförmigen Kammer zusammengesetzt wird. In seiner bizarren Form passt sich das Gefäß dem verwundenen Plasmaschlauch an. Er wird später durch zahlreiche Gefäßöffnungen beobachtet und geheizt. Ebenso viele Stutzen verbinden – gut wärmeisoliert – diese Luken mit entsprechenden Öffnungen im Außengefäß.
Digitalfotografie mit farbigem Licht, Wolfgang Filser
© Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
Probe einer Wolfram-Legierung I Für die Wände eines künftigen Fusionskraftwerks wurden Silizium und Chrom in Wolfram eingebaut, um das Material oxidationsbeständiger zu machen. Nach Oxidation bei 800 Grad Celsius hat sich der Sauerstoff an der Oberfläche mit den Legierungsbestandteilen zu einem dichten Schutzfilm verbunden. Er verhindert, dass weiteres Wolfram oxidieren kann. Die Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme zeigt, dass sich der Oxidfilm – nach Oxidation durch eine winzige Pore – stellenweise aufgewölbt hat und sternförmig aufgeplatzt ist.
Rasterelektronenmikroskopie mit mehr als 1.500-facher Vergrößerung, Gabriele Matern
© Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
Probe einer Wolfram-Legierung I Für die Wände eines künftigen Fusionskraftwerks wurden Silizium und Chrom in Wolfram eingebaut, um das Material oxidationsbeständiger zu machen. Nach Oxidation bei 800 Grad Celsius hat sich der Sauerstoff an der Oberfläche mit den Legierungsbestandteilen zu einem dichten Schutzfilm verbunden. Er verhindert, dass weiteres Wolfram oxidieren kann. Die Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme zeigt, dass sich der Oxidfilm – nach Oxidation durch eine winzige Pore – stellenweise aufgewölbt hat und sternförmig aufgeplatzt ist.
Rasterelektronenmikroskopie mit mehr als 1.500-facher Vergrößerung, Gabriele Matern
© Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
Kohlenstoff-Oberfläche I Im Labor wird die Beständigkeit unterschiedlicher Materialien getestet, die zur inneren Verkleidung des Plasmagefäßes diskutiert werden. Die Mikroskop-Aufnahme zeigt eine Probe aus Graphit, dem Zirkon-Karbid-Körnchen beigemischt sind. Um die Wechselwirkung mit dem Plasma zu simulieren, wurde die Probe mit Wasserstoffteilchen beschossen: Wo Körnchen in den Graphit eingelagert sind, ist die Erosion stark abgesenkt. An den ungeschützten Stellen jedoch konnte sich der Teilchenstrahl tief in den Graphit graben.
Rasterelektronenmikroskopie, Dr. Martin Balden
© Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
Probe einer Wolfram-Legierung I Unter dem Lichtmikroskop werden feinste Risse im Oxidfilm sichtbar, die beim Abkühlen des Materials entstehen. Ziel der Untersuchung ist es, die chemischen und mechanischen Eigenschaften von Legierungen an die Erfordernisse eines späteren Kraftwerks anzupassen.
Lichtmikroskopie, rund 200-fache Vergrößerung, Gabriele Matern
© Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
Probe einer Wolfram-Legierung I Probe einer Wolfram-Legierung mit Siliziumanteilen nach Oxidationsversuch bei einer Temperatur von 800 Grad Celsius. Die dünne Oxidschicht ist von feinen, rechtwinkligen Rissen durchzogen, die beim Abkühlen entstanden sind. Sie lassen auf eine ausgeprägte Orientierung der Kristallstruktur schließen.
Lichtmikroskopie, Gabriele Matern
© Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
Probe einer Wolfram-Legierung I Unter dem Lichtmikroskop werden feinste Risse im Oxidfilm sichtbar, die beim Abkühlen des Materials entstehen. Ziel der Untersuchung ist es, die chemischen und mechanischen Eigenschaften von Legierungen an die Erfordernisse eines späteren Kraftwerks anzupassen.
Lichtmikroskopie, rund 200-fache Vergrößerung, Gabriele Matern
© Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
Probe einer Wolfram-Legierung I Probe einer Wolfram-Legierung nach Oxidationsversuchen bei Temperaturen von 1.000 Grad Celsius. Die dünne Oxidschicht ist von feinen Rissen durchzogen und zeigt – ähnlich wie ein Ölfilm auf einer Pfütze – Interferenz-Farben dünner Schichten.
Lichtmikroskopie, Gabriele Matern
© Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
Probe einer Wolfram-Legierung I Probe einer Wolfram-Legierung nach Oxidationsversuchen bei Temperaturen von 1.000 Grad Celsius. Die dünne Oxidschicht ist von feinen Rissen durchzogen und zeigt – ähnlich wie ein Ölfilm auf einer Pfütze – Interferenz-Farben dünner Schichten.
Lichtmikroskopie, Gabriele Matern
© Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
Probe einer Wolfram-Legierung I Probe einer Wolfram-Legierung nach Oxidationsversuchen bei Temperaturen von 1.000 Grad Celsius. Die dünne Oxidschicht ist von feinen Rissen durchzogen und zeigt – ähnlich wie ein Ölfilm auf einer Pfütze – Interferenz-Farben dünner Schichten.
Lichtmikroskopie, Gabriele Matern
© Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
Probe einer Wolfram-Legierung I Probe einer Wolfram-Legierung nach Oxidationsversuchen bei Temperaturen von 1.000 Grad Celsius. Die dünne Oxidschicht ist von feinen Rissen durchzogen und zeigt – ähnlich wie ein Ölfilm auf einer Pfütze – Interferenz-Farben dünner Schichten.
Lichtmikroskopie, Gabriele Matern
© Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
Probe einer Wolfram-Legierung I Probe einer Wolfram-Legierung nach Oxidationsversuchen bei Temperaturen von 1.000 Grad Celsius. Die dünne Oxidschicht ist von feinen Rissen durchzogen und zeigt – ähnlich wie ein Ölfilm auf einer Pfütze – Interferenz-Farben dünner Schichten.
Lichtmikroskopie, Gabriele Matern
© Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
Das Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Garching und Greifswald ist eines der größten Zentren für Fusionsforschung in Europa und der Helmholtz-Gemeinschaft assoziiert. Es betreibt Forschungen zur Kernfusion mit dem Ziel, die Energieproduktion der Sonne auf der Erde nachzuvollziehen.
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