In ihren Sitzungen im Dezember 2024 hat das Schweizer Parlament grünes Licht für die Freigabe von Mitteln für Projekte im Rahmen der Schweizer Roadmap für Forschungsinfrastrukturen 2023 gegeben – darunter der Swiss Fusion Hub, ein bedeutendes Upgrade der Infrastruktur des SPC. Dies markiert den letzten Schritt eines mehrstufigen Auswahlprozesses, bei dem der Vorschlag für den Swiss Fusion Hub mit einer finanziellen Unterstützung von 12,5 Millionen Franken für den Zeitraum von 2025-2028 ausgezeichnet wurde, um die im Folgenden beschriebenen Infrastruktur-Verbesserungen umzusetzen.
- TCV Divertor Upgrade
Wir starten jetzt offiziell das nächste grosse Upgrade vom TCV, das sich auf die Implementierung eines eng abgeschirmten, langbeinigen Divertors (TBLLD) konzentriert. Diese neue Divertorkonfiguration kombiniert wichtige Merkmale, die zuvor am TCV erforscht wurden, um die Wärmeflüsse zur Wand stark zu mindern und den Zugang zu einem abgetrennten Divertor zu erleichtern, nämlich starkes “baffling” und ein langes Divertor-Bein. Gleichzeitig minimiert der TBLLD die technische Komplexität im Hinblick auf eine mögliche zukünftige Reaktorimplementierung.
Ein Entwurf für die erste Phase dieses Upgrades wurde bereits entwickelt, einschliesslich der Installation von 96 35 cm langen Graphitstäben am TCV-Boden. Das vollständige Design, die Konstruktion und die wissenschaftliche Nutzung dieses Divertors werden ein institutweites Abenteuer sein, das ein breites Fachwissen erfordert – und sehr geschickte und sportliche Personen für seine Installation! - TCV Diagnostik
Ein Upgrade der Diagnostiken des TCV wird das TBLLD begleiten und unsere Fähigkeit verbessern, dieses innovative Divertordesign zu erforschen und unser Verständnis der Divertorphysik zu vertiefen. Schlüsselmessungen wie der neutrale Druck entlang des Divertors werden Licht auf das Neutralteilchen-”Baffling” werfen, während klassische Werkzeuge wie Langmuir-Sonden und unser beweglischer Sonden-Array die Teilchenflüsse innerhalb des TBLLD verfolgen werden. Eine grosse Herausforderung ist die begrenzte Sichtbarkeit von Oberflächen innerhalb des Baffling, was die Wärmeflussanalyse, die normalerweise mit Infrarotkameras durchgeführt wird, erschwert.
Um dies zu überwinden, entwickeln wir eine neuartige „oberflächenabtragende Thermoelement“-Diagnose, die schnelle Wärmeflussmessungen innerhalb des TBLLD ermöglicht. Zusammen mit TCV’s fortschrittlichen Systemen, einschliesslich Folienbolometern, wird diese Suite beispiellose Einblicke in die Physik des TBLLD liefern. - Heizungs-Upgrade
Der Vorschlag für den Swiss Fusion Hub umfasst auch ein viertes 1MW Zweifrequenz-Gyrotron, um TCV’s einzigartige Mischung aus Heizmethoden (zweite und dritte harmonische Elektronenzyklotronfrequenz-Resonanz und Neutralstrahlheizung) weiter zu erweitern. Dieses neue Gyrotron wird ergänzt durch verbesserte Top- und Seiten-Antennen, eine neue Pulsed-Switch-Modulation-Hochspannungs-Stromversorgung zur Reduzierung von Ripple und Rauschen auf der Gyrotron-Beschleunigungsspannung sowie neuartige schnelle Anoden-Stromversorgungen, die intern entwickelt werden und eine schnellere Anstiegszeit und verbesserte Leistungsmodulationsfähigkeiten bieten.
Dieses Heizungs-Upgrade wird es ermöglichen, den TBLLD unter extremen Bedingungen zu testen und zu optimieren, Dichteprofile und Leistungsniveaus im ITER-Basisszenario und in negativen Triangularitäts-Plasmen im Hinblick auf DEMO anzupassen und das Aktuatorenset vom TCV für die Echtzeitsteuerung zu verbessern. - EDIPO2
In den letzten zwei Jahrzehnten haben alle grossen supraleitenden Fusionsanlagen der Welt, einschliesslich ITER, JT60-SA, SPARC, BEST, CFETR, DTT und EU DEMO, ihre Supraleiter in der SULTAN-Testeinrichtung am SPC-Villigen qualifiziert. Die wachsende Nachfrage nach Hochfeld- und Hochstromleitern – zum Teil bedingt durch die Entwicklung von Hochtemperatur-Supraleitern – erfordert Testkapazitäten jenseits der derzeitigen Grenzen von SULTAN (B≤11 T, I≤100 kA).
EDIPO2 wird unsere Testkapazitäten am SPC erweitern, um den Bedürfnissen der nächsten Generation supraleitender Proben gerecht zu werden. Zu den Verbesserungen gehören ein neuer Magnet, der ein Hintergrundfeld von 15 T erzeugt, eine vergrösserte Apertur und ein neuer supraleitender Transformator, der für Tests von Proben über 100 kA entwickelt wurde. EDIPO2 wird sicherstellen, dass das SPC seine führende Rolle bei der Prüfung von Supraleitern für die globale Fusionsgemeinschaft beibehält.