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API Laser Tracker werden in Kernforschungszentren beim Bau von Kernfusionsreaktoren für Montage- und geometrische Kontrollaufgaben eingesetzt. Darüber helfen API-Lasermesstechnik und API-Messsysteme bei der Konstruktion und Montage von Fusionsforschungsanlagen.

Laserbasierte 3D-Messtechnik von API in der Kernfusion

In der Grundlagenforschung zur Kernfusion haben laserbasierte Messsysteme von API schon vor langer Zeit ihren festen Platz erobert.

Fusionsforschungsanlage Wendelstein 7-X

Das Fusionsexperiment des Max-Planck-Instituts Greifswald basiert auf dem Stellaratorprinzip. Das Plasmagefäß, welches das bis 100 Millionen Grad heiße Plasma umgibt, erinnert an einen verdrehten, halbentleerten Fahrradschlauch. Während der Fertigung der einzelnen Plasmagefäßmodule waren diese auch von außen zugänglich. Bereits beim Hersteller konnten ihre komplexen Konturen so von außen mit dem API Laser Tracker geprüft werden.

Die ultrakompakten API Laser Tracker konnten auch durch die engen Zugangsöffnungen in das Plasmagefäß selbst gebracht und dort aufgestellt werden. Im Vergleich zur Fotogrammetrie spart der Einsatz von API Laser Trackern Prozesszeit und liefert gleichwertige oder genauere Messergebnisse.

Einsatz eines API Laser Trackers im Plasmagefäß eines Fusionsreaktors.

Einsatz von API Laser Trackern beim Bau von Fusionsreaktoren

API Laser Tracker werden heute auch beim Bau und der Montage von Kernfusionsreaktoren eingesetzt. Das Ziel der Kernfusionsforschung ist es, die Fusionsprozesse, die wir im Herzen der Sterne und in der Sonne beobachten, auf der Erde zu reproduzieren. ITER ist ein im Bau befindlicher Kernfusionsreaktor und internationales Forschungsprojekt mit dem Fernziel der Stromerzeugung aus Fusionsenergie.

Der Reaktor beruht auf dem Tokamak-Prinzip und ist seit 2007 beim südfranzösischen Kernforschungszentrum Cadarache im Bau. Das API-Team ist stolz darauf, zu den Lieferanten von 3D-Messlösungen für dieses ehrgeizige Projekt zu gehören. API Radian Laser Tracker werden dort täglich für anspruchsvolle Montage- und geometrische Kontrollaufgaben eingesetzt.

ITER Kryostat: Messungen mit API Laser Tracker (auf 29 Meter hohem Träger) und vProbe.

500 MW Fusionsleistung

ITER soll zukünftig 500 MW an Fusionsleistung mit einer Eingangsleistung von 50 MW erzeugen. Nach jetziger Planung (Stand Januar 2020) soll in der Anlage erstmals im Dezember 2025 Wasserstoffplasma erzeugt werden.

Messungen mit API Laser Tracker und vProbe an Rohren und Stutzen des Kryostaten, die vor Ort zugeschnitten und ausgerichtet werden.

Etwa ab 2035 werden die Experimente durch Verwendung von Tritium realistischer, aber durch die Neutronenstrahlung auch schwieriger.

ITER Reaktor und ITER Kryostat

Teil des ITER Reaktors ist ein Vakuumgefäß, eine leere, ringförmige Kammer, in der das Plasma eingeschlossen wird. Supraleitende Elektromagnete sorgen für die Magnetfelder, die erforderlich sind, um das Plasma innerhalb des Gefäßes in Rotation zu halten, ohne die Innenwände zu berühren. Der Reaktor wird von einem Kryostaten umschlossen, der die inneren heißen Teile von den supraleitenden Magneten isoliert, die kryogenisch gekühlt werden.

Der ITER-Kryostat wird aus dickwandigen Edelstahlblechen mit einer Dicke von 40 bis 180 Millimetern zusammengeschweißt und ist weltweit die größte Hochvakuumkammer aus Edelstahl. Sein Gewicht beträgt 3.400 Tonnen. Der Außendurchmesser ist 28 Meter, die Höhe beträgt 30 Meter. Ohne laserbasierte Messtechnik wäre Aufbau und Montage nicht möglich.

Einfache Standortwechsel

Kleine und kompakte Messsysteme wie API Laser Tracker und vProbe müssen beim Standortwechsel nicht mehr zwingend mit Hilfe eines Krans umgesetzt und brauchen somit auch nicht mehr beim Umsetzen von der Stromversorgung getrennt zu werden. Das Einmessen eines Hallenkoordinatensystems – unverzichtbar beim Bau von Kernfusionsreaktoren und dem Zusammenbau ihrer Komponenten – wird durch den einfachen Aufbau des API Laser Trackers auf einen 29 Meter hohem Spezialträger wesentlich erleichtert.

Weiterführende Informationen:

Hier sehen Sie den API Laser Tracker bei ITER in Aktion. Bitte wählen Sie 2019 und den Monat 10. Oktober aus und gehen Sie dann zu dem großen Gebäude im zweiten Bild “im blauen Punkt”. Mit dem ‘Pfeil nach rechts’ erreichen Sie Tokamak 3 nach 10 Klicks.

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