Förderung von innovativen Projekten zur Fusionstechnologie sowie vor- und nachgelagerten Wertschöpfungsketten im Rahmen des wichtigen Vorhabens von gemeinsamem europäischem Interesse zu innovativen Nukleartechnologien („IPCEI INT“)
Vorläufige Version
Im Rahmen dieser Richtlinie identifiziert das BMFTR hochinnovative Forschungs-, Entwicklungs- und Innovationsvorhaben im Bereich der Fusionstechnologien und deren Wertschöpfungsketten, die auf Grundlage der hiesigen Richtlinie für eine potentielle spätere (Einzel-)Förderung als direkte Teilnehmer im IPCEI INT in Betracht kommen. Gegenstand der Förderung sind risikoreiche, (vor-)wettbewerbliche Vorhaben – einschließlich solcher der ersten gewerblichen Nutzung –, die im internationalen Vergleich deutlich über den Stand der Technik hinausgehen und substanziell zum Aufbau eines europäischen Fusions-Innovationsökosystems beitragen.
Das IPCEI INT gliedert sich in drei Workstreams: Workstream 1 – Nuclear Reactors (integrierte Reaktordesigns und Systemauslegung; im Rahmen der deutschen Beteiligung ausschließlich Fusionsreaktordesigns zur Energieerzeugung), Workstream 2 – Fuel and Radioisotopes (Brennstoffe und Radioisotope) sowie Workstream 3 – Materials, Components and Services (Materialien, Komponenten und Dienstleistungen für nukleare Anlagen). Die nachfolgend genannten Themenfelder decken fusionsrelevante Beiträge zu allen drei Workstreams ab (die Aufzählung ist beispielhaft und nicht abschließend):
- Entwicklung integrierter, skalierbarer und modularer Designs für Fusionsreaktoren:
Systemauslegung für hohe Teilchen- und Wärmeflüsse; gepulsten und kontinuierlichen Betrieb; Energieextraktion, Wärme- und Stromerzeugung sowie Anbindung an den Brennstoffkreislauf; Standardisierung von Fertigungszyklen sowie Qualifizierung relevanter Komponenten und Subsysteme im Hinblick auf den Aufbau erster Fusionskraftwerke. - Brennstoffkreislauf und Tritiumtechnologien: Tritium Brutblankets; Lithium Anreicherung; Verarbeitung, Extraktion, Reinigung und Rückführung von Tritium; Konzepte zum sicheren Einschluss, zur Lagerung und zum Transport von Tritium; hierzu können auch Querschnittsvorhaben wie der Aufbau eines Tritium Technologie Zentrums gehören, das von unterschiedlichen Fusionskonzepten genutzt werden kann.
- Trägheitsgestützte Fusionskonzepte (Laserfusion/ICF):
insbesondere Entwicklung und Aufbau skalierbarer Hochleistungslasersysteme mit hoher Pulswiederholrate; zugehörige Optiken und Hochleistungskomponenten; Target Fertigung und Injektion; Diagnostik , Steuerungs und Sicherheitskonzepte für einen späteren Dauerbetrieb. - Hochtemperatur Supraleitung (HTS):
HTS Bänder und Leiter; Wickeltechnologien und Hochfeldmagnete, Kryo und Vakuumtechnik; Aufbau grundlegend innovativer Produktionsprozesse und/oder -kapazitäten für die Herstellung und Qualifizierung dieser Komponenten in von einem hohen Innovationsgrad geprägten fusionsrelevanten Anwendungen. - Tokamak-/Stellaratorkomponenten und Plasmaheizsysteme:
Aufbau grundlegend innovativer Produktionsprozesse und/oder -kapazitäten für Gyrotrons und weitere Komponenten von Elektronen Zyklotron und Neutralteilchen Heizsystemen; zugehörige Hochfrequenz Technik und Leistungselektronik; fortschrittliche Steuerungs- und Regelsysteme – auch KI-gestützt – für Plasmagleichgewicht und -einschluss. - Divertor und plasmaexponierte Komponenten: Entwicklung und Qualifizierung von Divertor-Systemen sowie Erste-Wand-Komponenten; Werkstoffe und Fertigungsverfahren für Hochflussbedingungen; Thermomechanik und Kühlung unter fusionsrelevanten Betriebsbedingungen
- Querschnittstechnologien, Materialien und Fertigungsprozesse aus Maschinen- und Anlagenbau, Werkstoff- und Metallindustrie, Elektro- und chemischer Industrie:
strahlungsresistente und hochleistungsfähige Werkstoffe; innovative Fertigungs-/Montage- und Qualitätsprozesse für Komponenten unter fusionsrelevanten Randbedingungen; digitale Werkzeuge (zum Beispiel Simulationscodes, digitale Zwillinge) zur Auslegung und Optimierung von Fusionsanlagen. - Prüf-, Mess- und Qualifizierungssysteme:
Entwicklung innovativer Prüf-, Mess- und Qualifizierungssysteme für fusionsnahe Bedingungen (Neutronen und Strahlungsfelder, thermische und mechanische Lasten, Magnetfelder et cetera); Aufbau von Pilotlinien zur Herstellung und Qualifizierung von Materialien, Komponenten, Subsystemen und Prozessen für Fusionsanwendungen.