Fusionstechnologie

[bergloewe]

Dazu möchte ich folgende Fragen stellen, die natürlich erweitert werden können.

Wie weit ist man bei dieser Technologie?
Ab wann könnte diese einsatzbereit sein?
Ab wann für die Allgemeinheit (Wirtschaftlichkeit)?
Welche Schwierigkeiten gibt es noch und gibt es Ansätze diese zu lösen?
Wie sieht es mit dem Gefahrenpotenzial aus?

Für mich als Laie eine sehr spannende Sache!

Gruß
bergloewe

 

[Miriam]

Mich den Fragen von Bergloewe anschliessend, möchte ich Euch bitten, erst einmal für den Laien zu erklären, was Fusionstechnologie bedeutet.

Die Bitte geht, so zu sagen als Begrüßung, an Herb - wenn er dies übernehmen möchte.

Sei herzlich willkommen, Herb!

 

[Hartmut]

Mich den Fragen von Bergloewe anschliessend, möchte ich Euch bitten, erst einmal für den Laien zu erklären, was Fusionstechnologie bedeutet.

Hallo Miriam,

ich will Herb - willkommen hier im Forum, Herb - nicht unbedingt zuvorkommen. Aber als "alter Kernspalter" habe ich mich nebenbei auch etwas mit der Kernfusion befasst (nicht forschungsmässig!).

Bei der Spaltung schwerer Kerne, insbesondere von Uran und Plutonium, durch Neutronen gewinnt man Energie und zwar etwa 200 MeV pro Spaltung (MeV = Millionen Elektronenvolt). Dies ist zum grossen Teil die kinetische Energie der beiden Spaltprodukte, die beim Abbremsen im Brennstoff in Wärme umgewandelt wird.

Andererseits gewinnt man bei der Verschmelzung (Fusion) leichter Kerne, insbesondere von Deuterium (schwerer Wasserstoff, D) und Tritium (überschwerer Wasserstoff, T), ebenfalls Energie und zwar 17 MeV pro Fusion. Bei der Fusion von D und T entsteht ein Heliumkern (He) und ein Neutron. Der grösste Teil der Fusionsenergie (14 MeV) wird vom Neutron davongetragen. Durch Abbremsen des Neutrons im Kühlmittel (flüssiges Lithium, Li) wird dessen kinetische Energie in Wärme umgewandelt. Ausserdem wird aus dem Lithium ein Teil des Brennstoffs, nämlich das in der Natur als Rohstoff nicht vorkommende radioaktive Tritium, erbrütet.

Im Unterschied zur Kernspaltung, die sozusagen "von selbst" funktioniert, muss man bei der Kernfusion ein Plasma aus D und T erst auf unerhört hohe Temperatur aufheizen (mehrere Millionen Grad), damit die D- und T-Kerne miteinander verschmelzen können. Zur Aufheizung und zur magnetischen Halterung des Plasmas braucht man aufwendige Technik.

Gruss
Hartmut

 

[Miriam]

Hallo Hartmut,

danke dir für diese sehr gut verständliche Erklärung.
Berwloewe fragte auch:

Wie sieht es mit dem Gefahrenpotenzial aus?

und ich wiederhole mal seine Frage.

Gruß von Miriam

Wo bleibt denn Claus?

 

[Hartmut]

Wo bleibt denn Claus?

Hallo Miriam,

ich vermisse Claus ebenfalls, besonders da die Fusion doch zu seinen Lieblingsthemen zählt.

Ich habe mal im Thread "Nur die Kernenergie ..." gestöbert und folgenden Beitrag von Claus gefunden, der die Frage von bergloewe nach dem Stand der Fusionstechnolgie recht gut beantwortet:

Wir (die energiehungrige Menschheit) setzen unsere große Hoffnung auf die Kernfusion.

Mit dem Experimentalreaktor ITER (engl. "International Thermonuclear Experimental Reactor", lat. "der Weg") steht die internationale Fusionsforschung vor der Demonstration eines Energie liefernden Plasmas.
Die Fusionsleistung dieser Maschine, deren Hauptradius 6,5 Meter beträgt, liegt bei 500 MW - zehnmal mehr an Leistung, als zur Aufheizung des Plasmas verbraucht wird. Die Baukosten werden auf 4,7 Mrd. Euro veranschlagt.
ITER entspricht dem Tokamak-Prinzip, einer Magnetfeldkonfiguration, die in den 1950er und 1960er Jahren in Russland entwickelt wurde. Entscheidende Arbeiten für den ITER sind in Deutschland gemacht worden.
Am ITER-Projekt beteiligt sind China, die EU, Japan, Südkorea, Russland und die USA, gebaut wird der ITER in Cadarache in Frankreich. Mit dem Bau des ITER soll 2005 begonnen werden. Seine Inbetriebnahme ist für 2015 vorgesehen. Rund 10 Jahre sind für den Demonstrationsbetrieb vorgesehen, ehe dann 2025 die Entscheidung für den Bau eines ersten Demonstrationskraftwerkes gefällt wird.

bis die Fusionskraftwerke so viel Energie liefern, daß der Bedarf gedeckt werden kann, kann durchaus so viel zeit vergehen, daß gerade dann die Uranvorräte zur Neige gehen.
(wenn nicht inzwischen die Brüter einen boom erleben)

In der Hoffnung, dass Claus bald wieder einsteigt, grüsst
Hartmut

 

[Claus]

Hallo, Freunde der Atomenergie,

danke für die freundliche Benachrichtigung!

ich mache in ein paar Tagen wieder hier mit, bin im Moment sehr gestresst,

bitte also um ein wenig Geduld.

gruß von Claus

ps

aber man freut sich, wenn man erfährt, daß man vermißt und gebraucht wird

 

[Miriam]

Hallo Claus,

begrüße dich und freue mich dich hier zu lesen!
Hattest du auch meine Vermisstenanzeige gesehn? ("Diskussionen über...")

Gruß von Miriam

 

[Hartmut]

ich mache in ein paar Tagen wieder hier mit, bin im Moment sehr gestresst,

Hallo Claus,

na das ist ja eine gute Nachricht (abgesehen vom Stress). Da hat wohl die Vermisstenanzeige von Miriam geholfen ...?

Die "Millionen Elektronenvolt" pro Spaltungs- oder Fusionsakt (mein erster Beitrag) sind vielleicht nicht anschaulich genug. Daher folgender Vergleich für das energetische Potenzial von Kernspaltung und Kernfusion:

Ein Kernreaktor mit einer elektrischen Leistung von 1000 MW verbraucht pro Jahr folgende Mengen an Brennstoff:

Kernspaltungsreaktor: ca. 1100 kg Uran-235
Kernfusionsreaktor: ca. 100 kg Deuterium und 150 kg Tritium (letzteres wird aus 300 kg Lithium erbrütet).

Als liefert die Fusion zweier Wasserstoffkerne etwa viermal so viel Energie wie die Spaltung eines Urankerns.

Gruss
Hartmut

P.S.:
Wo bleiben die anderen Diskussionspartner, insbsondere bergloewe?

 

[bergloewe]

Hallo, Freunde der Atomenergie,

danke für die freundliche Benachrichtigung!

ich mache in ein paar Tagen wieder hier mit, bin im Moment sehr gestresst,

bitte also um ein wenig Geduld

Lass Dir ruhig Zeit! Ich freue mich auf Deine späteren Ausführungen

Gruß
bergloewe

 

[herb37]

Ich möchte zunächst bescheiden im Hintergrund mitlesen dürfen

Hallo Miriam,

ich will Herb - willkommen hier im Forum, Herb - nicht unbedingt zuvorkommen. Aber als "alter Kernspalter" habe ich mich nebenbei auch etwas mit der Kernfusion befasst (nicht forschungsmässig!).

Gruss
Hartmut

Hallo Miriam (die ich ja persönlich kenne) und Hartmut,
vielen Dank für Eure freundliche Aufnahme.
Ich bin kein Fusionsexperte, sondern nur ein Projektleiter, der das umsetzen muss oder darf, was sich die Wissenschaftler ausgedacht haben.
Eine spannende und sehr interessante Aufgabe.
Im Augenblich arbeite ich an W7-X (und zwar Herstellung der nichtplanaren Spulen). Mehr dazu gibt es hier

Mit ITER werde ich nichts mehr zu tun haben, da werden jüngere Projektleiter benötigt. Und das ist gut so.