Nachwuchswettbewerb Fusionstalente
ICoStruc
Innovative Werkstoffverbunde für hochwärmeflussbelastete Komponenten in Fusionsanlagen
Motivation
Die sog. plasmabelasteten Komponenten der ersten Wand eines Fusionsreaktors sind extremen Belastungen ausgesetzt: Hohe Teilchen- und Wärmeflüsse, inklusive Bestrahlung mit energiereichen Neutronen, die wünschenswerte Materialeigenschaften, wie z.B. Leitfähigkeit oder Festigkeit, kontinuierlich verschlechtern. Vor diesem Hintergrund müssen auf dem Weg zu funktionierenden und wirtschaftlich tragfähigen Fusionskraftwerken schadenstolerante und damit langlebige Materialien für plasmabelastete Komponenten entwickelt und für den Einsatz in Fusionsreaktoren qualifiziert werden.
Ziele und Vorgehen
Im Rahmen des Vorhabens sollen neuartige Wolfram-Kupfer-Verbundlösungen, die eine sehr gute Wärmeabfuhr mit hoher mechanischer Integrität verbinden können, für hochwärmeflussbelastete Komponenten in Fusionsanlagen untersucht werden. Hierbei werden modernste Technologien wie additive Fertigung ("3D-Druck") oder Wolframfaserverstärkung ausgenutzt, um maßgeschneiderte und schadensresistente Materialkombinationen zu realisieren. Das Ziel ist dabei, solche innovativen Ansätze durch Herstellung und Testen von kleinmaßstäblichen Komponenten unter thermomechanisch relevanten Lastbedingungen zu untersuchen.
Innovation und Perspektiven
Die wissenschaftlich-technischen Arbeiten befassen sich unmittelbar mit Entwicklungen für hochbelastete Komponenten der ersten Wand in Fusionsanlagen. Das Vorhaben zielt auch auf die Einrichtung einer Nachwuchsforschungsgruppe ab, welche einen Beitrag zur Ausbildung von Nachwuchskräften im Bereich der Fusionsforschung mit material- und ingenieurwissenschaftlichem Schwerpunkt leisten wird.
Darüber hinaus sind die Arbeiten in diesem Projekt auch von breiterer technologischer Relevanz, da das maßgebliche Materialsystem, welches im Rahmen des Projekts untersucht wird – Wolfram-Kupfer – für zahlreiche Anwendungen außerhalb der Fusionstechnologie eingesetzt wird. In diesem Zusammenhang ist das Wissen über die Verarbeitung und das Fügen dieser Metalle und ihrer Legierungen sowie ihre Verwendung in Werkstoffverbunden für industrielle Anwendungen sehr relevant.
Darüber hinaus sind die Arbeiten in diesem Projekt auch von breiterer technologischer Relevanz, da das maßgebliche Materialsystem, welches im Rahmen des Projekts untersucht wird – Wolfram-Kupfer – für zahlreiche Anwendungen außerhalb der Fusionstechnologie eingesetzt wird. In diesem Zusammenhang ist das Wissen über die Verarbeitung und das Fügen dieser Metalle und ihrer Legierungen sowie ihre Verwendung in Werkstoffverbunden für industrielle Anwendungen sehr relevant.
PROJEKTDETAILS
Projektlaufzeit: 01.06.2025 - 31.05.2030
Projektvolumen: 4,6 Mio. Euro (zu 100 % durch das BMFTR gefördert)
Projektvolumen: 4,6 Mio. Euro (zu 100 % durch das BMFTR gefördert)
PROJEKTKOORDINATION
Frank Fleschner
Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
Boltzmannstraße 2
85748 Garching b. München
✉ frank.fleschner@ipp.mpg.de
Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
Boltzmannstraße 2
85748 Garching b. München
✉ frank.fleschner@ipp.mpg.de
PROJEKTPARTNER
Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
85748 Garching b. München
85748 Garching b. München