Basistechnologien für die Fusion – auf dem Weg zu einem Fusionskraftwerk

DINERWA

Demonstration der industriellen Fertigung einer neutronenresistenten Ersten-Wand mit maximierter Betriebsdauer

Motivation

Der Beitrag der Fusion zu einer CO2-neutralen Stromerzeugung wird maßgeblich von einer Maximierung der Lebensdauer, der am stärksten mit schnellen Neutronen belasteten Komponente des Fusionskraftwerks, der sogenannten Erste-Wand bestimmt werden. Die dadurch induzierte Werkstoffschädigung determiniert aufgrund der versprödenden Wirkung die Lebensdauer der Ersten-Wand. Der Austausch einer aktivierten Erste-Wand ist langwierig und kostenintensiv. Schmelzmetallurgisch hergestellte, niedrig aktivierbare Stahlvarianten akkumulieren innerhalb von zwei Volllastjahren eine Werkstoffschädigung, die den Austausch der Ersten-Wand erforderlich macht.

Ziele und Vorgehen

Feindispergierte, nanoskalige Oxidpartikel (ODS) verzögern die neutroneninduzierte Versprödung. ODS-Werkstoffe sind jedoch aufwendig in ihrer Herstellung, nur begrenzt schweißgeeignet und es existieren lediglich Produktionskapazitäten im erweiterten Labormaßstab. Ziel des Verbundvorhabens ist die Konzeption, Herstellung und Qualifizierung der weltweit ersten konsequent aus ODS-Werkstoffen gefertigte Erste-Wand-Testkomponente. Die Zielerreichung erfolgt durch die Entwicklung geeigneter ODS-Stahl und ODS-Kupferlegierungen als Struktur- und Funktionswerkstoffe, deren Produktion im industriellen Maßstab und die Adaption industrieller Fertigungsrouten auf ODS-Werkstoffe, sowie die Qualifizierung der Erste-Wand-Testkomponente mittels Hochwärmeflusstest.

Innovation und Perspektiven

Das Verbundvorhaben DINERWA liefert ein qualifiziertes Konzept und eine erprobte Fertigungsroute für ein Erste-Wand Modul mit einer mindestens verdoppelten Lebensdauer, welche die Wirtschaftlichkeit eines Fusionskraftwerks entscheidend erhöht.

PROJEKTDETAILS

Projektlaufzeit: 01.01.2025 - 31.12.2027
Projektvolumen: 9,9 Mio. Euro (zu 87,4 % durch das BMBF gefördert)

PROJEKTKOORDINATION

Dr. Wolfgang Theobald
Focused Energy GmbH
Im Tiefen See 45
64293 Darmstadt

✉ wolfgang.theobald@focused-energy.world

PROJEKTPARTNER

Karlsruher Institut für Technologie
Karlsruhe

Hermle Maschinenbau GmbH
Ottobrunn

CEP - Compound Extrusion Products GmbH
Freiberg

Focused Energy GmbH
Darmstadt

Zoz GmbH
Wenden

GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH
Darmstadt