Fusion: Stellarator (Wendelstein 7-X), Tokamak (ITER) & Andere
27.10.2015 um 15:46Hallo zusammen
Dieser Beitrag behandelt das Thema Kernfusion. Internationale und Nationale (Gross)Projekte. Gerade oder bald aktuell werdend-> "Wendelstein-7x"
Desweiteren sind auch Diskussionen über mögliche künftige andere Konzepte hier gerne gesehen, als auch nicht technischen Aspekte, wie politische/finanzielle Diskussionen zum Thema Fusion..ebenso interessante Artikel/News allgemein zum Thema Fusion hier verlinken, ist begrüssenswert.
Ich hoffe, Leute zu bewegen, sich für dieses Thema beginnend sich etwas tiefer zu interessieren, Neugierede geweckt wird, mehr als das was im Mainstream geschrieben wird erfahren möchten.
Kleine Alternativfusionsprojekte wie Lockheed Martin's "High Beta Fusion Reactor", Polywell, Focus Fusion (LPP), Tri Alpha (Geldgeber MS Gründer Paul Allen), 2-Laser Boron Fusion des franz. Teams, das Konzept von "General Fusion" aneutronic Fusion generell, sind zwar ebenfalls interessant, aber bitte nicht hier, sondern in diesem Threat besprechen Lockheed Martin kündet "High Beta Fusion Reactor" an
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Nach rund 14 Jahre Bauzeit und 1,6 Milliarden Euro Kosten, ist der Versuchs-Kernfusionsreaktor "Wendelstein 7X" in Greifswald nun fertig gebaut und soll noch dieses Jahr, sein erstes Plasma erzeugen. Das nachfolgende Video zeigt den Zusammenbau im Zeitraffer.
Das Zweite, grössete Europäische Projekt, der Tokamak "ITER" (International Thermonuclear Experimental Reactor) im südfranzösischen Kernforschungszentrum "Cadarache" erhielt anfangs 2015 einen neuen Chef. Bernard Bigot muss nun das Milliardenvorhaben wieder auf Kurs bringen. ITER ist mehere Jahre im Verzug, es heisst, dass erst nach 2020 die ersten Versuche starten können.
Die Laserfusion ist ein ein weiteres Kernfusionskonzept das bereits in Betrriebe ist. Das grösste steht in Livermore Californien, die National Ignition Facility (NIF). Hier jedoch steht nicht die Energiegewinnung im Mittelpunkt, sondern Grundlagenforschung allgemein, auch das US Militär ist masseblich daran beteiligt u.a. zur Erforschung/Weiterentwicklung von Lasern.
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FUSIONS BASICS
Alle die es interessiert; ich habe eine kurze Zusammenstellung gemacht. Angesprochen werden sollen primär an diejenigen welche sich ein wenig Basiswissen aneignen wollen.
Was sind Ionen?
Ionen sind Elektrisch nicht neutrale Atome (Moleküle). Atome haben im neutralen Zustand genau gleich viele Elektronen wie Protonen und lassen sich durch Magnetfelder auch nicht einschliessen. Ionenteilchen hingegen haben keine, weniger oder mehr Elektronen wie Protonen.
Was ist „Plasma“?
Von Plasma spricht man dann, wenn es ein gas ist, wo die Atomkerne von ihren Elektronen komplett getrennt wurden, Wikipedia: „Ein Gas, dessen Bestandteile teilweise oder vollständig in Ionen und Elektronen aufgeteilt sind." Bei einer Kernfusion verwenden wir immer Gas.
Wichtig! Plasma weist folgende Eigenschaften auf
-Geladen d.h. elektrisch nicht neutral, es leitet elektrischen Strom!
-Es kann selbst Strom erzeugen, wenn die Teilchen in Bewegung sind.
-Wo Elektrizität ist, entstehen auch immer Magnetfelder!
-Weil es elektrisch nicht neutral ist, lässt es sich durch Magnetfelder beinflussen d.h. einschliessen!
Soweit sogut, aber was genau ist nun eine "Fusion" und wqas sind die Bedingungen, damit es damit kommt? Diese Thema ein wenig komplexer, als dass ich es hier beschreiben möchte. An dieser Stelle sei auf einen Studenten verwiesen, ein Youtube Video, der zwar in seinem Vortrag ein paar Ungenauigkeiten/Fehler drinne hat, aber es ist dennoch super geeignet um auch Layen das Thema Kernfusion näher zu bringen!
Im Video wurde etwas sehr wichtiges erwähnt. Dreh und Angepunkt einer Kernfusion; damit diese gelingt, muss das Lawson Kiterium erfüllt werden
Eine Fusion wird aus einer Kombination von Temperatur, Druck und Einschlusszeit erreicht. Es ist aber nicht so, dass z.B. zwingend 100 Millionen Grad nötig sind z.B. bei ITER. Vorausgesetzt man geht mit der Teilchendichte hoch, wäre auch eine niedrigere Temperatur möglich (Bestes Bsp. dafür ist unsere Sonne!).
Teilchendichte
Kann bei einem Plasmagas auch mit "Druck" gleichgesetzt werden. Es handelt sich hier in einem Tokamak und auch anderen Konzepten um die Kompression des Gases in einem Magnetfeld.
Einschlusszeit
Wie lange das Gas bei einer Teilchendichte und einer Temperatur eingeschlossen bleibt.
Plasmatemperatur
Bei ITER ist das die oft erwähnte 100 Millionen Grad, erhitzt u.a. durch Mikrowellen.
Wie ersichtlich, kann mit den Grössen der drei Faktoren 'gespielt' werden, es ist das Produkt deren Summe grösser sein muss, als das was rechts von der Gleichung steht. Ist dies der Fall, dann sind Fusionsbedingungen erreicht.
Dieser Beitrag behandelt das Thema Kernfusion. Internationale und Nationale (Gross)Projekte. Gerade oder bald aktuell werdend-> "Wendelstein-7x"
Desweiteren sind auch Diskussionen über mögliche künftige andere Konzepte hier gerne gesehen, als auch nicht technischen Aspekte, wie politische/finanzielle Diskussionen zum Thema Fusion..ebenso interessante Artikel/News allgemein zum Thema Fusion hier verlinken, ist begrüssenswert.
Ich hoffe, Leute zu bewegen, sich für dieses Thema beginnend sich etwas tiefer zu interessieren, Neugierede geweckt wird, mehr als das was im Mainstream geschrieben wird erfahren möchten.
Kleine Alternativfusionsprojekte wie Lockheed Martin's "High Beta Fusion Reactor", Polywell, Focus Fusion (LPP), Tri Alpha (Geldgeber MS Gründer Paul Allen), 2-Laser Boron Fusion des franz. Teams, das Konzept von "General Fusion" aneutronic Fusion generell, sind zwar ebenfalls interessant, aber bitte nicht hier, sondern in diesem Threat besprechen Lockheed Martin kündet "High Beta Fusion Reactor" an
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Nach rund 14 Jahre Bauzeit und 1,6 Milliarden Euro Kosten, ist der Versuchs-Kernfusionsreaktor "Wendelstein 7X" in Greifswald nun fertig gebaut und soll noch dieses Jahr, sein erstes Plasma erzeugen. Das nachfolgende Video zeigt den Zusammenbau im Zeitraffer.
Im Zeitraffer: Zusammenbau von Wendelstein 7-X
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Das Zweite, grössete Europäische Projekt, der Tokamak "ITER" (International Thermonuclear Experimental Reactor) im südfranzösischen Kernforschungszentrum "Cadarache" erhielt anfangs 2015 einen neuen Chef. Bernard Bigot muss nun das Milliardenvorhaben wieder auf Kurs bringen. ITER ist mehere Jahre im Verzug, es heisst, dass erst nach 2020 die ersten Versuche starten können.
Die Laserfusion ist ein ein weiteres Kernfusionskonzept das bereits in Betrriebe ist. Das grösste steht in Livermore Californien, die National Ignition Facility (NIF). Hier jedoch steht nicht die Energiegewinnung im Mittelpunkt, sondern Grundlagenforschung allgemein, auch das US Militär ist masseblich daran beteiligt u.a. zur Erforschung/Weiterentwicklung von Lasern.
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FUSIONS BASICS
Alle die es interessiert; ich habe eine kurze Zusammenstellung gemacht. Angesprochen werden sollen primär an diejenigen welche sich ein wenig Basiswissen aneignen wollen.
Was sind Ionen?
Ionen sind Elektrisch nicht neutrale Atome (Moleküle). Atome haben im neutralen Zustand genau gleich viele Elektronen wie Protonen und lassen sich durch Magnetfelder auch nicht einschliessen. Ionenteilchen hingegen haben keine, weniger oder mehr Elektronen wie Protonen.
Was ist „Plasma“?
Von Plasma spricht man dann, wenn es ein gas ist, wo die Atomkerne von ihren Elektronen komplett getrennt wurden, Wikipedia: „Ein Gas, dessen Bestandteile teilweise oder vollständig in Ionen und Elektronen aufgeteilt sind." Bei einer Kernfusion verwenden wir immer Gas.
Wichtig! Plasma weist folgende Eigenschaften auf
-Geladen d.h. elektrisch nicht neutral, es leitet elektrischen Strom!
-Es kann selbst Strom erzeugen, wenn die Teilchen in Bewegung sind.
-Wo Elektrizität ist, entstehen auch immer Magnetfelder!
-Weil es elektrisch nicht neutral ist, lässt es sich durch Magnetfelder beinflussen d.h. einschliessen!
Soweit sogut, aber was genau ist nun eine "Fusion" und wqas sind die Bedingungen, damit es damit kommt? Diese Thema ein wenig komplexer, als dass ich es hier beschreiben möchte. An dieser Stelle sei auf einen Studenten verwiesen, ein Youtube Video, der zwar in seinem Vortrag ein paar Ungenauigkeiten/Fehler drinne hat, aber es ist dennoch super geeignet um auch Layen das Thema Kernfusion näher zu bringen!
Kern-Fusion / Trägheitseinschluss / Magnetischer Einschluss Part (1/5)
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Im Video wurde etwas sehr wichtiges erwähnt. Dreh und Angepunkt einer Kernfusion; damit diese gelingt, muss das Lawson Kiterium erfüllt werden
Eine Fusion wird aus einer Kombination von Temperatur, Druck und Einschlusszeit erreicht. Es ist aber nicht so, dass z.B. zwingend 100 Millionen Grad nötig sind z.B. bei ITER. Vorausgesetzt man geht mit der Teilchendichte hoch, wäre auch eine niedrigere Temperatur möglich (Bestes Bsp. dafür ist unsere Sonne!).
Teilchendichte
Kann bei einem Plasmagas auch mit "Druck" gleichgesetzt werden. Es handelt sich hier in einem Tokamak und auch anderen Konzepten um die Kompression des Gases in einem Magnetfeld.
Einschlusszeit
Wie lange das Gas bei einer Teilchendichte und einer Temperatur eingeschlossen bleibt.
Plasmatemperatur
Bei ITER ist das die oft erwähnte 100 Millionen Grad, erhitzt u.a. durch Mikrowellen.
Wie ersichtlich, kann mit den Grössen der drei Faktoren 'gespielt' werden, es ist das Produkt deren Summe grösser sein muss, als das was rechts von der Gleichung steht. Ist dies der Fall, dann sind Fusionsbedingungen erreicht.