Nachwuchswettbewerb Fusionstalente

HPPFC

Fortschrittliche Technologien für plasmabelastete Wandkomponenten auf Basis von Hochtemperatur-Heatpipes

Motivation

Die steigende Nachfrage nach nachhaltigen Energiequellen und der Wunsch nach einer zuverlässigen, emissionsfreien Energiequelle rücken die Fusionsenergie zunehmend in den Mittelpunkt als mögliche Lösung der Energieprobleme der Zukunft. Eine der größten Herausforderungen bei der Umsetzung von Fusionskraftwerken ist der Umgang mit extremen Wärmelasten, die auf plasmaexponierte Wandkomponenten (PFCs) wirken. Aktuelle Kühllösungen stoßen derzeit an ihre Grenzen und könnten den Anforderungen künftiger Reaktoren eventuell nicht gerecht werden. Dieses vom BMFTR geförderte Projekt verfolgt das Ziel, innovative Ansätze für eine effizientere Wärmeableitung zu entwickeln.

Ziele und Vorgehen

Im Mittelpunkt steht die Entwicklung neuartiger Hochtemperatur-Heatpipes als Grundlage für künftige PFCs. Diese Heatpipes nutzen die latente Wärme des Phasenübergangs eines Arbeitsmediums und erreichen bis zu 10.000-mal höhere Wärmeübertragungsraten als feste Materialien. Das Konzept wird speziell an die Anforderungen der Fusion angepasst, wobei auch fortschrittliche Materialien genutzt werden. Die Prototypen werden unter fusionsrelevanten Bedingungen getestet, um ihre Effizienz und Zuverlässigkeit zu validieren.

Innovation und Perspektiven

Im Rahmen dieses Projekts werden wegweisende Technologien für eine effizientere thermische Kontrolle in Fusionskraftwerken erforscht. Die Integration fortschrittlicher Heatpipes in PFCs könnte Fusionsreaktoren effizienter, langlebiger und zuverlässiger machen und die Fusionsenergie somit zu einer attraktiven Option der Energieerzeugung weiterentwickeln. Zudem bieten Hochtemperatur-Heatpipes vielseitige Einsatzmöglichkeiten in industriellen Anwendungen und schaffen so innovative Lösungen für das thermische Management.

PROJEKTDETAILS

Projektlaufzeit: 01.07.2025 - 30.06.2030
Projektvolumen: 2,4 Mio. Euro (zu 100 % durch das BMFTR gefördert)

PROJEKTKOORDINATION

Yiran Mao
Forschungszentrum Jülich, IFN-1
52428 Jülich

✉ y.mao@fz-juelich.de

PROJEKTPARTNER

Forschungszentrum Jülich
Jülich