Neutralteilcheninjektion

Die Neutralteilcheninjektion, engl. Neutral Beam Injection (NBI) ist ein Verfahren, um ein Plasma zu erhitzen. Dazu werden Atome zuerst vollständig ionisiert. Aus der Ionenquelle durchlaufen sie ein Beschleunigungsgitter und werden dabei mit Hilfe eines elektrischen Feldes von mehreren tausend Volt beschleunigt. Die Größe der elektrischen Spannung bestimmt die erreichte Geschwindigkeit und kinetische Energie. Bevor ein Teilchen auf das Plasma trifft, führt man es im Neutralisator durch Anlagerung entsprechend vieler Elektronen wieder in den neutralen Zustand zurück. Danach durchlaufen die Teilchen ein Ablenkmagnetfeld, das die noch ionisierten Teilchen ableitet. Diese fliegen in einen Ionensumpf und gelangen nicht ins Plasma. Die neutralen Atome können ins Plasma eindringen und dort ihre Bewegungsenergie auf die Teilchen des Plasmas übertragen, was zur Erwärmung des Plasmas führt. Dieses Verfahren kommt in Kernfusionsexperimenten des Typs Tokamak (z. B. JET, TEXTOR, ITER) zum Einsatz. Dort werden anfangs Wasserstoff-Ionen (gemeint sind alle verschiedenen Isotope) erzeugt. Der gesamte Vorgang geschieht unter einem sehr niedrigen Druck, der durch eine Hochleistungsvakuumpumpe im Neutralteilcheninjektor erzeugt wird.

Spezielle Anwendung der NBI in der TEXTOR-Anlage

In der Versuchsablage TEXTOR der Kernforschungsanlage Jülich wird die Neutralteilcheninjektion außer zur Plasmaheizung auch dazu benutzt, die Rotationsrichtung des Plasmas zu verändern. Dazu sind 2 Neutralteilcheninjektoren in entgegengesetzter Richtung (in Bezug auf die Plasmarotation) auf den Plasmatorus gerichtet. Daher ist eine gezielte Rotationsänderung möglich.