Forschungsreaktor
Das Feuer der Sonne im Miniaturmaßstab
100 Millionen Grad in der Brennkammer? Lego® macht’s möglich!
Der Kernfusionsreaktor ASDEX Upgrade in Garching bei München feierte 2021 sein 30. Jubiläum. Was lag da näher, als diesem gewaltigen Experiment ein Lego-Modell zu widmen?
Wir bauen gerne Ihren technischen Demonstrator für Ihr Event oder Ihre Ausstellung.
Kernfusionsreaktoren der Bauart „Tokamak“ erhitzen in ihrer Bagel-förmigen Brennkammer Wasserstoffplasma auf unglaubliche 100 Millionen Grad. Starke Magneten beschleunigen dabei das Plasma und halten es auf einer kreisförmigen Bahn, damit es nicht die Wände der Brennkammer berührt. Ziel ist, die Wasserstoffkerne im Plasma zu Helium zu fusionieren, wobei unvorstellbare Energiemengen freigesetzt werden. Das Plasma strahlt bei diesen Temperaturen nicht mehr im sichtbaren Bereich. Modelldarstellungen von Tokamaks illustrieren daher den Plasmastrahl als leuchtenden Ring.
Kernstück des Modells ist jenes leuchtende, rotierende Plasma. Alles, was an theoretischer und Experimentalphysik in solch einem Fusionsreaktor steckt, verdichtet sich hier, am Ort des Geschehens. Grafische Illustrationen und statische Modelle sind eines, aber das Tokamak-Prinzip in Licht und Bewegung zu sehen, ist noch einmal etwas anderes.
Das Modell wurde – hierbei dem Original nicht ganz unähnlich – um das rotierende Plasma herum gebaut. Die Herausforderung war hier, einen torusförmigen Rotationskörper zu schaffen, der zudem leuchtet. Und er sollte nicht nur irgendwie beleuchtet sein, sondern von innen heraus leuchten – denn auch Plasma sendet, bevor es seine höchste Temperatur erreicht, Licht aus. Die Quelle der Beleuchtung musste also verdeckt sein. Daran bemaßen sich alle weiteren Schritte – Findung des Maßstabs, Stärke des Antriebs, Art der Beleuchtung etc.
Weitere Herausforderungen waren dann die Form der Brennkammer selber sowie die toroidalen Magnetspulen. Abgerundet wird das Modell von der für ASDEX Upgrade charakteristischen Tragekonstruktion. Als Antrieb dient ein herkömmlicher Lego® Technic – Motor. Für Wartungszwecke kann das Plasma samt Torus und Technik aus dem Gerüst entfernt werden.