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Abstract:
Die internationale Fusionsforschungsanlage ITER wird in Cadarache/Frankreich aufgebaut. Ein wichtiger an ITER zu messender
Parameter ist die vom Plasma abgegebene Strahlungsleistung. Sie kann mit Hilfe der Bolometerdiagnostik bestimmt werden. Die
wichtigsten hierfür noch zu lösenden F&E-Aufgaben gliedern sich in die drei Teilbereiche Detektorentwicklung, Herstellung und
Tests von Prototypen, sowie Entwicklung der Integration von Diagnostikkomponenten in das ITER-Gefäß.
Im Rahmen eines vom BMBF geförderten Projekts wurden in enger Zusammenarbeit mit dem Institut für Mikromechanik in Mainz (jetzt Fraunhofer ICT-IMM)
Prototypdetektoren entwickelt. Es zeigte sich, dass sie eine gute Empfindlichkeit besitzen und bereits erfolgreich an existierenden Fusionsanlagen
eingesetzt werden können. Für die hohen Betriebstemperaturen von ITER haben sie eine noch zu geringe mechanische Stabilität.
Um diese zu verbessern, wurden zwei Lösungskonzepte identifiziert.
Weiterhin wurden alle wichtigen Komponenten einer Bolometerdiagnostik entwickelt und als Prototypen realisiert. Diese wurden in
Testständen, die im Rahmen des Vorhabens konzipiert, aufgebaut und in Betrieb genommen wurden, getested und für den
Einsatz an ITER weiterentwickelt. Die Entwicklung der Komponenten ist mit ausführlichen Finite-Elemente-Analysen begleitet
worden. Analysen und Tests konnten gemeinsam die benötigten Ergebnisse erzielen.
Dieses BMBF-Projekt hat es dem IPP und seinen Partnern ermöglicht, die vorhandenen Kompetenzen auszubauen,
weiterzuentwickeln und nach Außen deutlich hervorzuheben. Aufgrund dieser Kompetenzen wurde der entsprechende
Rahmenvertrag zur Entwicklung der ITER Bolometerdiagnostik seitens Fusion for Energy, der europäischen Organisation zur
Vergabe der Forschungsaufträge an ITER, an das ITERBolo-Konsortium unter der Leitung des IPP vergeben, so dass es in den
nächsten 4 Jahren die weitere Entwicklung der ITER Bolometerdiagnostik vorantreiben und wissenschaftlich auswerten kann.
Abstract:
The international fusion experiment ITER is being built in Cadarache/France. An important parameter to be measured is the
plasma radiation, which can be determined by the bolometer diagnostic. The most important R&D tasks to be completed for the
realisation of this diagnostic are the detector development, the manufacture and test of prototypes and the development of the
diagnostic integration into the ITER vessel.
Within a project funded by the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF) prototype detectors have been developed in
close collaboration with the Institut für Mikromechanik in Mainz (now Fraunhofer ICT-IMM). They show a high sensitivity and could
be applied successfully for measurements on existing fusion devices. However, for the high operating temperatures in ITER their
mechanical stability is still insufficient. Two concepts for improving this have been identified.
Furthermore, all relevant components of a bolometer diagnostic have been developed and prototypes manufactured. Test facilities
have been designed, built and brought into operation as part of this project to test and improve the prototype components for the
use in ITER. The development of the diagnostic components has been accompanied by intensive finite-element-analyses. The
combination of analyses and tests was essential to achieve the required results.
This BMBF-funded project allowed IPP and its partners to evolve its competences in the field of bolometer development and
enhance their visibility within the fusion community. Because of their competences, the ITERBolo consortium lead by IPP has
been awarded the framework partnership contract for the further development of the ITER bolometer diagnostic by Fusion for
Energy, the European domestic agency responsible for the European ITER contributions. Thus, IPP can continue the bolometer
development and further scientifically exploit these tasks.
