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Ansprechpartner

Dr. Regina Knitter

Gruppenleiterin

Fusion Ceramics

regina knitterVya5∂kit edu

Tel.: 0721 608 22156 

 

Fusion Ceramics

Herstellung

  • Schmelzbasierter Prozess für Kugeln aus Lithium-Keramik für die Anwendung als Tritium Brutmaterial in der Kernfusion
  • Prozessweiterentwicklung
  • Materialentwicklung
  • Simulation von Recycling und - Reprozessing

Charakterisierung

  • Kugel-Größenverteilung
  • Dichte
  • Porosität
  • Mikrostruktur
  • Phasenbestand
  • Mechanische Eigenschaften
  • Chemische Zusammensetzung
  • Verunreinigungen

Qualifizierung

  • Langzeitstabilität
  • Kompatibilität mit Strukturmaterialien
  • Thermische Leitfähigkeit von Kugelschüttbetten
  • Verhalten unter (e und n) Bestrahlung
  • Tritium Freisetzung
  • Aktivierung

Lithum-haltige Keramiken, z.B. Lithiumorthosilikat (Li4SiO4) und Lithiummetatitanat (Li2TiO3), werden als mögliche Tritiumquelle, als sogenanntes Tritium-Brutmaterial, zukünftiger Fusionsreaktoren entwickelt. Im aktuellen Design des Helium-gekühlten Feststoffblankets werden diese Keramiken als Schüttbetten mit Kugeldurchmessern ≤ 1 mm in den das Plasma umgebenden Blanketmodulen eingesetzt. Das instabile Wasserstoffisotop Tritium entsteht während des Betriebs des Reaktors unter Neutronenbeschuss durch Transmutation des Lithium-6-Isotops zu Helium und Tritium. Diese Keramiken sollen im europäischen Test-Blanketmodul eingesetzt werden, das in ITER http://www.iam.kit.edu/kwt/img/icon_external_link.gif http://www.iam.kit.edu/kwt/img/icon_external_link.gif im südfranzösischen Cadarache erprobt werden wird.

Die Herstellung der Lithiumorthosilikat-basierten Kugeln erfolgt über einen tropfenerzeugenden Schmelzprozess, der insbesondere bezüglich des einfachen Recyclings des Materials große Vorteile gegenüber einer pulvertechnologischen Prozessroute besitzt, da auf diese Weise Abfälle minimiert werden. Am KIT werden für den zukünftigen Einsatz in der Fusionstechnologie die Prozesstechnik sowie die Materialentwicklung und Evaluierung für Mischkeramiken aus Lithiumorthosilikat und Lithiummetatitanat vorangetrieben.

Die Kugeln werden umfassend charakterisiert bevor sie zur Erprobung in zumeist europäisch oder international koordinierten Experimenten eingesetzt werden. Während die Weiterentwicklung und Qualifikation des Materials im Rahmen des EUROfusion http://www.iam.kit.edu/kwt/img/icon_external_link.gif http://www.iam.kit.edu/kwt/img/icon_external_link.gif Programms und in Fusion for Energy http://www.iam.kit.edu/kwt/img/icon_external_link.gif http://www.iam.kit.edu/kwt/img/icon_external_link.gif (F4E) Projekten mit europäischen Partnern vorangetrieben wird, besteht daneben eine enge Zusammenarbeit mit den an ITER beteiligten internationalen Partnern, insbesondere mit QST http://www.iam.kit.edu/kwt/img/icon_external_link.gif http://www.iam.kit.edu/kwt/img/icon_external_link.gif in Rokkasho, Japan.

Gruppenmitglieder
Name Titel Tel. E-Mail
+49 721 608 23370 delina ghebrezgiBtx4∂kit edu
Dr. +49 721 608 24021 julia heuserBpw0∂kit edu
M.Eng. +49 721 608 26100 oliver leysJkh9∂kit edu
+49 721 608 24326 christina odemerBia0∂kit edu
Dr. +49 721 608 26100 christina odenwaldEii7∂kit edu