Please activate JavaScript!
Please install Adobe Flash Player, click here for download

entdeckt_01_2013

TITEL// Das Forschungsmagazin aus dem HZDR WWW.Hzdr.DE 26 27 Bekannt ist, dass die Abfolge von Eiszeiten und Warmzeiten ganz wesentlich von diesen Variationen der Bahn und der Lage der Erdachse ausgelöst wird. Präzession ist aber – neben verschiedenen Auftriebskräften – auch eine mögliche Energiequelle des Geodynamos. Interessanterweise findet man einige typische Frequenzen der Milankovitch-Zyklen auch in paleomagnetischen Daten wieder. Und hier wird es dann auch in puncto Klima ziemlich spannend: Was hier Henne und Ei ist, ist nämlich noch gar nicht klar. Wachsende und schmelzende Eispanzer verändern einerseits das Trägheits- moment, können also auf diesem Weg möglicherweise den Geodynamo beeinflussen. Vielleicht wirkt aber auch ein sich änderndes Erdmagnetfeld auf das Klima. Ich will jetzt nicht so weit gehen, dass wir Klimaforschung machen wollen, aber faszinierend sind all diese Zusammenhänge schon. _PK . Um dieses komplexe Thema auf den Präzessionsdyna- mo zu übertragen: Im Betrieb wird sich der tonnenschwere Natriumbehälter ähnlich wie die Trommel einer Waschma- schine drehen. Zehn Umdrehungen pro Sekunde sollen dabei erreicht werden. Die gewünschte Strömung stellt sich aber erst ein, wenn sich der gesamte Aufbau inklusive Drehteller auch noch um seine senkrechte Achse dreht – und das bis zu ein Mal pro Sekunde. Wenn wir unseren Dynamo-Behälter also in unterschiedlichen Neigungswinkeln um zwei verschie- dene Drehachsen rotieren lassen, dann wird die Strömung des flüssigen Natriums ab einer bestimmten Präzessionsrate tur- bulent und chaotisch. Ich denke, wir bauen hier eine weltweit unikale Anlage. Zumindest ist es das mechanisch komplexeste Experiment, das ich kenne. Sie beide suchen also regelrecht das Chaos und die Turbulenz. Da stecken sicherlich besondere Herausfor- derungen in der Planung und im Bau von DRESDYN. _PK . Ja, man denke etwa nur an die mechanischen Belastun- gen. Der Natriumbehälter wird auf die überlagerten Drehun- gen mit einem gigantischen Kreiselmoment von etwa fünf Millionen Newtonmeter reagieren, die durch das Stahlgerüst des Präzessionsexperimentes auf die Fußpunkte weiterge- leitet werden. Das ist mit nichts Bekanntem vergleichbar. Normalerweise stellt man sich eine Maschine auf einem festen Fundament vor, die nur nach unten drückt. Hier aber verspannt das Präzessionsmoment die ganze Maschine so, als ob an dem Zylinder, an der komplizierten Aufhängung und am Drehteller aus Stahl auf einer Seite ein Gewicht von 250 Ton- nen nach oben zieht und auf der andern nach unten drückt. Und der ganze Spaß läuft einmal in der Sekunde um. Jeder, der schon einmal versucht hat, sein Fahrrad mit der Hand in der Luft zu kippen, weiß, wie widerspenstig sich ein Kreisel verhalten kann. Ein Fahrrad ist aber nichts im Vergleich zum flüssigen Natrium. Wir rechnen also mit enormen Verspannungen, die in der Maschine durch das hohe Drehmoment entstehen. Hinzu kommen die recht hohen Betriebstemperaturen. Temperatur heißt aber immer Ausdehnung: Das Natrium wird sich ebenso ausdehnen wie der Behälter, was wir mit geeigneten techno- logischen Maßnahmen kompensieren müssen. Zugleich sind auch Fragen der Kühlung zu klären, die sich bei der chemi- schen Aggressivität von Natrium besonders heikel gestalten. Wasser und Natrium vertragen sich einfach nicht. _FS . Auch die Auslegung des Fundamentes war wirklich schwierig. Obwohl wir den Dynamo noch nicht bis zu Ende durchkonstruiert haben, mussten wir das Fundament jetzt definitiv festlegen. Das haben wir natürlich so konservativ wie möglich gemacht, aber dieser Umgang mit Unsicherheit ist auch für die beteiligten Firmen nicht immer einfach. DRESDYN AM RECHNER: 3-D-Modell des 20 Meter langen Rotationsbehälters und der Natrium-Tanklager

Übersicht