HL-3 (Huanliu-3) Künstliche Sonne
HL-3 (Huanliu-3) – Chinas fortschrittlichster „Künstlicher Sonnenschein“-Reaktor
Der HL-3 (auch Huanliu-3 genannt) ist Chinas leistungsstärkstes Tokamak-Experiment zur Kernfusion – ein Gerät, das die Bedingungen der Sonne nachahmt, um leichte Atomkerne (wie Deuterium und Tritium) zu verschmelzen und saubere, unerschöpfliche Energie zu erzeugen. Im Gegensatz zum EAST-Reaktor (der auf lange Plasmadauer spezialisiert ist), ist der HL-3 größer, neuer und vollständig in China entwickelt. Er dient nicht nur der Forschung, sondern zielt auf die Entwicklung eines funktionsfähigen Fusionskraftwerks ab. Der Reaktor befindet sich in Chengdu (Provinz Sichuan) und wird vom Southwestern Institute of Physics (SWIP) der China National Nuclear Corporation (CNNC) betrieben.
Technische Spezifikationen und Funktionsweise
Der HL-3 ist ein magnetisch eingeschlossenes Tokamak: Ein doughnut-förmiges Vakuumgefäß, in dem Plasma (ionisiertes Gas) bei Temperaturen von über 100 Millionen °C durch starke Magnetfelder stabilisiert wird. Die Kernfusion erfolgt durch:
- Heizsysteme: Elektronen-Zyklotron-Heizung (bis 2,5 MW) und Neutralstrahl-Injektion (bis 7 MW).
- Diagnostik: Fortschrittliche Sensoren wie Thomson-Streuung und Spektrometer für Echtzeit-Überwachung.
- Ziel: Erreichen des Lawson-Kriteriums (hohe Dichte × Einschlusszeit × Temperatur) für netto-positive Energie (Q > 1).
| Parameter | Wert | Bedeutung |
|---|---|---|
| Durchmesser des Tokamaks | Ca. 8 m (größer als EAST) | Ermöglicht höhere Plasmadichten und -ströme |
| Plasma-Strom | Bis 1 Million Ampere | Für stabile High-Confinement-Mode (H-Modus) |
| Maximale Temperatur | >100 Mio. °C (Kern/Elektronen) | Sonnenähnliche Bedingungen für Fusion |
| Einschlusszeit | Bis zu Minuten (im H-Modus) | Grundlage für kontinuierlichen Betrieb |
Wichtige Meilensteine (chronologisch, bis Oktober 2025)
Der HL-3 hat in den letzten Jahren mehrere Welt- und Nationalrekorde gebrochen und trägt maßgeblich zur globalen Fusionsforschung bei. Hier eine Übersicht:
| Jahr/Monat | Erreichtes | Beschreibung | Bedeutung |
|---|---|---|---|
| August 2023 | High-Confinement-Mode mit 1 Mio. Ampere Plasma-Strom | Erste stabile Operation auf Weltklasseniveau | Markiert Chinas Führungsrolle in magnetischer Konfinement-Fusion |
| Juni 2024 | Entdeckung einer neuen Magnetfeldstruktur | Weltweit erstmals in einem Tokamak beobachtet | Fortschritt in Plasmaphysik; Ergebnis internationaler Kooperation |
| Juli 2024 | Erste Generierung eines innovativen Magnetfelds | Neues Design für bessere Plasmastabilisierung | Wichtiger Schritt für ITER-Komponenten |
| November 2024 | Einführung des „Super-Auge“ (Digital Twin System) | Virtuelles Modell für Echtzeit-Überwachung (z. B. Vakuumkammer-Temperatur) | Erhöht Sicherheit und Intelligenz; Basis für automatisierte Kontrolle |
| März 2025 | „Dual 100-Millionen-Grad“-Meilenstein: 117 Mio. °C (Kern) + 160 Mio. °C (Elektronen) | Erste simultane Überschreitung; Triple-Produkt signifikant gesteigert | Einstieg in die Brennplasma-Phase; nationale Rekorde in Heiz- und Kontrolltechnologien |
| Oktober 2025 | Neues AI-Modell zur Plasmakontrolle | Datengetriebenes Modell auf Basis historischer HL-3-Daten; trainiert mit Zhejiang University | Verbessert Stabilität in Echtzeit; reduziert Instabilitäten für längere Fusionen |
Diese Erfolge basieren auf Eigenentwicklungen wie Hochspannungsversorgungen (bis 120 kV) und präzisen Diagnostik-Systemen, die China an die Spitze der Fusionsforschung katapultieren.
Internationale Kooperation und Ausblick
- Offen für die Welt: Seit Dezember 2023 ist der HL-3 global zugänglich – eine Abmachung mit ITER (Frankreich) ermöglicht internationale Experimente. China trägt zu ITER bei und testet dort Komponenten.
- Zukünftige Ziele: Integration in den CFETR-Prototyp (Bau ab 2025); kommerzielle Fusion bis 2050. Der HL-3 dient als Testplattform für ITER-Plasma-Tests (ab 2025–2030).
- Vorteile: Keine CO₂-Emissionen, unendliche Brennstoffe (aus Meerwasser) und hohe Sicherheit – ein Schlüssel für die Energiewende.
Der HL-3 unterstreicht Chinas Ambition, die Kernfusion zu meistern und globale Herausforderungen wie Klimawandel zu lösen. Bis Oktober 2025 hat er die Forschung in die „Brennplasma-Ära“ geführt. Möchtest du Details zu einem Meilenstein, Vergleiche mit EAST/ITER oder eine Grafik zu den Temperaturrekorden? Lass es mich wissen!