Basistechnologien für die Fusion – Modul B

FUMA

Vom Atom zur Plasmawand: Kompetenzzentrum zur Optimierung von FUsionsMAterialien

Motivation

In einem Fusionsreaktor sind die Wand- und Strukturmaterialien enormen Temperaturen und intensiver Strahlung ausgesetzt. Diese extremen Bedingungen führen zu erheblichen Veränderungen der thermomechanischen Eigenschaften bis hin zur Versprödung, zum Aufquellen oder gar Abplatzen von Material. Die Analyse und Entwicklung robuster Materialien, die den harschen Bedingungen standhalten, ist entscheidend, um die Fusionstechnologie zur sicheren Energiequelle der Zukunft zu machen.

Ziele und Vorgehen

Das Projekt zielt auf die Einrichtung eines Kompetenzzentrums zur Analyse von Fusionsmaterialien, das die Expertise des IPP Garching (Materialentwicklung) und der TU München (Materialcharakterisierung) vereint. Im Fokus stehen drei zentrale Materialklassen wie Chromstähle, Wolfram- und Kupferlegierungen sowie Fügeverfahren von konventionell und additiv gefertigten Proben. Unter realitätsnahen Bedingungen – Bestrahlung, hohe Temperaturen, mechanische Belastung und Plasmaeinwirkung – sollen Materialdefekte von der atomaren bis zur makroskopischen Ebene erfasst und mit den Materialeigenschaften korreliert werden. Eingesetzt werden modernste Methoden wie Positronendefektspektroskopie, Neutronenkleinwinkelstreuung, Neutronendiffraktion und -bildgebung.

Innovation und Perspektiven

Die besondere Stärke des Vorhabens liegt in der Verknüpfung komplementärer Analyseverfahren über sieben Längenskalen hinweg – von atomaren Leerstellen bis zu Mikrorissen. Durch gezielte Weiterentwicklung der Instrumentierung können die Methoden flexibel auf neue Materialklassen übertragen werden und wirken als Multiplikator für zukünftige Fragestellungen. Langfristig soll so die führende Rolle Deutschlands in der Materialentwicklung für die Fusion gesichert, der Standort Garching als Kristallisationspunkt für Nachwuchsförderung gestärkt und ein strategisch wichtiges Zentrum moderner Materialanalytik etabliert werden.

PROJEKTDETAILS

Projektlaufzeit: 01.07.2026 - 30.06.2029
Projektvolumen: 3,7 Mio. Euro (zu 100 % durch das BMFTR gefördert)

PROJEKTKOORDINATION

Prof. Dr. Christoph Hugenschmidt
Technische Universität München
Lichtenbergstr. 1
85748 Garching bei München

✉ christoph.hugenschmidt@frm2.tum.de

PROJEKTPARTNER

Technische Universität München
Garching bei München

Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
Garching bei München