Deuterium- und Tritium-Rückgewinnung

Die Fusion von Deuterium und Tritium wird bereits durch geringe Verunreinigungen unterbrochen. Solche Verunreinigungen sind z.B. Stäube, die durch Wandkontakt des Plasmas (ELMs) entstehen. Um eine Anreicherung der Verunreinigungen zu vermeiden, wird das Plasma kontinuierlich aus dem Torus abgeführt und reiner Brennstoff der Brennkammer zugeführt. Der Torus-Abgasstrom besteht größtenteils aus unverbrauchtem Deuterium und Tritium, da bei der Fusion  weniger als 3% der eingespeisten Gase verbrannt werden. Aus Kosten- und Sicherheitsgründen muss das Tritium aus dem Torus-Abgasgemisch zurückgewonnen werden. Ein mehrstufiger Aufbereitungsprozess, der unteranderem am TLK des KIT's entwickelt wird, trennt Tritium und Deuterium sortenrein ab, sodaß die Stoffe wieder als Brennstoff verwendet werden können.

In zukünftigen Fusionskraftwerken wird Tritium außerdem im Blanket hergestellt, um den Verlust aus der Fusionsreaktion auszugleichen. DiesesTritium wird mit einem Heliumstrom aus dem Blanket ausgewaschen  und ebenfalls über verschiedene Aufbereitungsschritte abgetrennt. Die Tritiumkonzentration dieses äußeren Brennstoffkreislaufs ist wesentlich geringer als die Tritiumkonzentration des inneren Brennstoffkreislaufs.  

Sowohl beim inneren alsauch beim äußeren Brennstoffkreislauf müssen große Volumenströme gepumpt werden, um das Vakuum im Torus sicherzustellen. Ohne Vakuum gibt es kein Plasma und somit auch keine Fusion. Durch das hohe Magnetfeld und die notwendigeTriutumverträglichkeit ist es jedoch nicht möglich gängige Vakuumpumpen mit rotierenden oder geschmierten Komponenten zu verwenden. Die am KIT entwickelten Torus-Cryopumpen arbeitet als Adsorptionspumpen ohne mechanische Komponenten batchweise, was bedeutet, pro Port werden zwei Pumpen eingesetzt wovon eine aktiv pumpt und die andere regeneriert.