Fusions - Kraftwerk, mal anders betrachtet

Welch Thematik *Finger verbrutzel* :shot:

Magst Du @OpenEyes die Skizze mal weiter ausführen?
Finde es komisch, dass ich heute Vormittag an Dich denken musste und plötzlch entdecke ich - mit Verspätung - dein Thema :D

Die Idee/Vorstellung an sich klingt interessant, aber ich komme nicht wirklich in deinen Kopf rein, muss ich zugeben :/ Doch vermute ich, dass eine weitere Einführung helfen könnte, es besser zu verstehen.

Thema wird ab sofort gestalked ;)

@OpenEyes

OpenEyes schrieb:Mit "Magnetischer Flasche" meinte ich eine Anordnung von Magnetfeldern, welche geeignet ist, ein extrem heisses Plasma einzuschließen und zu komprimieren und damit den Kontakt mit den Wänden der "Brennkammer" zu verhindern.

Hehe ich habs verstanden nach einem kurzen Blick in Wikipedia :). Aber wenn ich dein Prinzip richtig verstanden habe, sind alle Reaktionen, die hochenergetische Neutronen produzieren schonmal raus, da die keinen Gegendruck auf das Magnetfeld ausüben können. Sehe ich das richtig?






Quelle: Wikipedia: Kernfusion

Und hier würde dann das Problem kommen, das eben eine Neutronenemittierende Reaktion den größten Wirkungsquerschnitt hat und somit ws am meisten zur Fusion beiträgt. Das würde heißen das es prinzipiell nur geht die Energie thermisch weiterzuverwenden wenn ich das alles richtig interpretiere.

Ach des mit der Grafik einblenden klappt net so richtig bei schwarz auf grauem Hintergrund :D
Daher nochmal ergänzend:

@mojorisin
Meine Dokumentation aus YT - steinige mich nicht - sagte mir vor 3 Minuten genau das.
War/wäre der Meinung @OpenEyes falsch verstanden zu haben.

Bitte klärt mich auf. Ich bin da nicht so der Held :(

@LoggDog

Wenn du ein Link hast könnte ich mir das auch mal ansehen das ich genau weiss was du meinst :D

@mojorisin


wegen der Neutronen -

Das Neutron ist zwar elektrisch neutral und unterliegt damit nicht der elektrostatischen Anziehung oder Abstoßung, aber es hat ein magnetisches Moment und unterliegt somit der elektromagnetischen Wechselwirkung.
In der Bewegungsenergie der Neutronen stecken rund 80 % der Fusionsenergie. Wobei sich aus einem Gramm dieses Brennstoffs (Deuterium- und Tritium)
durch Kernverschmelzung 50.000 Kilowattstunden Energie gewinnen lassen.

ich glaube gelesen zu haben ; das die innere Hülle darum leicht radioaktiv wird - durch das einfangen freier Neutronen (Absorption, Gammastrahlung)

@mojorisin
Bei 03:40 und bei 03:52 der Knackpunkt. Zwar nur, wenn ich da jetzt nicht - wie so oft - etwas nicht verstehe oder merke, aber das wirst Du mir ja gleich sagen :)

Spoiler

Projekt Zukunft | Energie der Zukunft?

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Zum Schutz vor Spott über meine Unswissenheit und zum Schutz vor Videos in Opens Thema, mit Spoiler *stolz bin* :D

@therealproton

therealproton schrieb:Das Neutron ist zwar elektrisch neutral und unterliegt damit nicht der elektrostatischen Anziehung oder Abstoßung, aber es hat ein magnetisches Moment und unterliegt somit der elektromagnetischen Wechselwirkung.

Aber die magnetische Flasche ist ein quasistatisches Feld und das hochenergetische Neutron kann dann seine Energie nicht auf das Magnetfeld übertragen und das ist glaube ich die grundlegende Idee von @OpenEyes . Das die gewonnene Reaktionsenergie direkt an das Magnetfeld abgegeben wird und diese im Magnetfeld gespeicerte Energie dann in elektrische Energie gewandelt wird.

Und ich glaube, dass dieser Prozess grundsätzlich so nur mit hochenergetischen Protonen gelingen könnte, da diese zumindest mit einem quasistatischen Magnetfeld wechselwirken, bzw durch ihre Hochgeschwindigkeit einen Strom darstellen der ein Magnetfeld aufbaut. Die elektromagnetischen Wechselwirkungen des Neutrons werden technisch zum Beispiel bei der Kernspintomographie ausgenutzt. Da arbeitet man dann aber mit elektromagnetischen Wechselfeldern im MHz-Bereich. Man kann aber Neutronen nicht in einem Magnetfeld speichern.

@LoggDog
Danke für den Link. Das spricht an was ich meine. Die Hauptenergie der Fusion tragen die entstehenden Neutronen und die fetzen dann einfach aus dem Magnetfeld heraus.

Das heißt man bräuchte eine Reaktion die haupsächlich schnelle Protonen erzeugt. Wobei allerdings bei heutigen Forschungsprojekten die erzeugten Neutronen da sind um neues Tritium zu erbrüten.

@mojorisin
(: mit offenen Armen aneinander vorbeigelaufen - als "schnelles" Proton stehe ich heute nicht zur Verfügung!
mein post bezog sich auf den "veralteten" herkömmlichen Fusionsreaktor und nicht auf
@OpenEyes Idee.

Es darf mich jetzt keiner treten. Aber in einer meiner unzähligen Dokus - welche ich meist im Hintergrund laufen habe - kam vermutlich etwas ähnlches wie bei Opens Idee vor 0_o
Ich zermatere mir nun seit ner Stunde die Rübe darüber, was dort gesagt wurde.
Der Aufbau der dort gezeigt wurde (wohl grundlegendste Versuche oder Messungen - ich weiß es wirklich nicht mehr) hatte ein Problem oder eine Besonderheit, welche die Herren nervte.

Ich habe absolut keine Erinnerung mehr, was wie wirken sollte bzw. wie der Aufbau oder die eingesetzte Technik sein sollte. Doch tratschte der Oberguru der Herren über etwas in Richtung Problematk bezüglich dem Plasma und seiner nutzung in dem Sinne, dass er auch etwas loslies von wegen; er hätte eine in seinem Sinne gesehene "Unkontrollerbarkeit" was "pulsierende Plasmafelder" o.Ä. betrifft und/oder ein Problem bezogen auf eine fortlaufende Zündung.

Ich weiß, es ist alles andere als Hilfreich -_-
Doch so lerne ich wenigstens etwas :D


Dumm nur, dass ich durch das beiläufige "gucken" nie weiß, wann/wo/wie ich eine Dokumentation gesehen habe :shot:

@LoggDog

LoggDog schrieb:Es darf mich jetzt keiner treten

(; ich denke wir sind hier gut aufgehoben bei @OpenEyes und man kann sich ruhig ein wenig aus dem Fenster lehnen ohne gleich polemisch abgestraft zu werden! Ich persönlich versuche einfach dort zu schwimmen wo ich auch noch die Füße auf den Boden bekomme und wenn das mal nicht so ist bin ich froh etwas dazugelernt zu haben! (;

@OpenEyes
ohne deinen "Zweitakter" im Detail zu verstehen, hätte ich aber eine Anregung, wie man den Motor noch etwas effizienter machen könnte.
Indem man piezo-elektrische Kristalle zusätzlich benutzt um so die Energieausbeute zu erhöhen.
Grundsätzlich kann ich mir auch in einem Fusionsreaktor piezo-elektrische Komponente vorstellen. Was meinst du?

@therealproton

therealproton schrieb: ich denke wir sind hier gut aufgehoben bei @OpenEyes und man kann sich ruhig ein wenig aus dem Fenster lehnen ohne gleich polemisch abgestraft zu werden!

Natürlich kann man. Wie ich in meinem Eingangsbeitrag geschrieben habe, ist meine Idee ja rein spekulativ :)

@skyThoughts

Ich blende hier die Skizze zur Vereinfachung noch einmal ein.

die Anordnung funktioniert prinzipiell wie ein normaler Zweitakter

Beim Starten muss zuerst der Kolben (B) nach links in Richtung (F) bewegt werden. dadurch entsteht im Bereich (E) eun Unterdruck, wodurch sich das Flatterventil (G) öffnet und Treibstoff/Luft - Gemisch in den Bereich (E) eingesaugt wird.
Nun wir der Kolben nach rechts in Richtung (E) bewegt und damit das Gemisch in (E) verdichtet und das Flatterventil geschlossen. Sobald der Kolben weit genug nach rechts bewegt wird kann das verdichtet Gemisch über den Überströmkanal (H) in den Bereich (F) strömen und drückt dabei die Abgase (oder beim Starten die Luft) durch den Auspuff (C) hinaus.

Im Bereich (F) befindet sich nun das Treibstoff/Luft - Gemisch

Diese beiden Takte sind, wie beim Starten jedes Verbrennungsmotors noch inaktiv und dienen der Erzeugung einer Anfangskondition. Die Bewegung des Kolbens muss hier der Elektromagnet (A) übernehmen

Jetzt wird der Kolben wieder in Richtung (F) bewegt, verschliesst dabei Überströmkanal und auspuff - Öffnung und komprimiert das Gemisch, wodurch sich dieses erhitzt und bei genügender Verdichtung zündet. Gleichzeitig wird wieder ein Unterdruck in (E) erzeugt und neues Gemisch angesaugt.

Sobald das Gemisch gezündet hat, wird der Elektromagnet auf den Verbraucher geschaltet. Dabei bricht das Magnetfeld zusammen und liefert einen Teil der investierten Energie an den Verbraucher, Zusätzlich induziert der jetzt durch das explodierende Gemisch heftig in Richtung (E) gedrückte Kolben eine zusätzliche Spannung in der Spule. Wenn der Verbraucher richtig dimensioniert ist, wird die Bewegung des Kolbens in Richtung (E) so stark abgebremst, dass dieser an der richtigen Stelle zum Sillstand kommt (weit genug in (E) um den Überströmkanal und den Auspuff freizugeben) und der Kolben gibt dabei seine kinetische Energie an das Magnetfeld und damit an den Verbraucher in Form elektrischer Energie ab.

Ab hier beginnt der Zyklus von vorne.

Ohne die Zündung und nur mit Luft würde (von Verlusten durch Reibung mal abgesehen) der Kolben mit der gleichen Energie durch die komprimierte Luft wieder in Richtung (E) gedrückt. Da aber durch die Explosion des Gemisches ein erheblicher Druck in (F) hinzugefügt wird, kann der Kolben auch wesentlich mehr Energie an das Magnetfeld abgeben als er bei der Kompression aufgenommen hat.

Im Grunde ein ganz normaler Zweitakter, bei dem nur Pleuelstange, Kurbelwelle und Zapfwelle durch das Magnetfeld ersetz werden

Die Idee mit dem Fusionsreaktor ist eigentlich nur ein "Weiterspinnen" dieses Konzepts, wobei noch zusätzlich Zylinder und Kolben durch die magnetische Flasche ersetzt sind.

@OpenEyes
Wo her soll dieser Reaktor eigentlich die Anfangs energie bekommen? Aufgrund dessen das mehrfach in einer Sekunde ein Plasma Gemisch erzeugt werdn müsste, wäre dies immer noch der Knackpunkt.

@Zenit

Beim Start von einer externen Energiequelle, um das Plasma zu komprimieren (mittels der Magnetfelder}. Ab dann muss ein Teil der Fusions - Energie abgezweigt werden um den nächsten Zyklus zu versorgen.

Das sollte analog zu einem Explosions - Motor funktionieren. Zuerst ansaugen und Kompression durch den Starter, nach der ersten Zündung aus der Energie des explodierenden Treibstoff - Luft - Gemisches

@OpenEyes
Also auch mit mehreren kleinen Brennkammern?
Nr 1 wird Komprimiert, mit der Energie von Nr2, während dessen in Nr 3 gerade das Gas Ausgetauscht wird?

Auf welchen Grundlagen dieser wohl Funktionieren (Brennstoffe) wird?

OpenEyes schrieb am 23.02.2012:Der Fusions - Reaktor ITER ist da noch viel mieser - Wirkungsgrad derzeit kleiner als Null, das Ding frisst mehr Energie als es produziert.

Ketzerei!

Du kannst doch nicht von einem 2jährigen erwarten Goethe zu zitieren!..

OpenEyes schrieb am 23.02.2012:Der Fusions - Reaktor ITER ist da noch viel mieser - Wirkungsgrad derzeit kleiner als Null, das Ding frisst mehr Energie als es produziert.

Klar, das Ding ist ein Prototyp. Und der ist so gebaut, dass er gerade kurz über der Grenze liegt, wo es funktionieren könnte. In ein paar Jahrzehnten wird es bessere geben, die die Spaltungsreaktoren sicher ablösen können ;)

OpenEyes schrieb am 23.02.2012:Das Magnetdeld bricht dann zusammen und induziert eine Spannung in den Spulen.

Erläutere das bitte mal für jemanden, der gerade das Semester mit Elektrodynamik begonnen hat.

Was genau erzeugt das Magnetfeld, welches dann die Energie aus der Fusion in die Spulen abgibt? Ist das die Stromdichte des sich wieder ausdehnenden Plasmas?

@Heizenberch

Heizenberch schrieb:Was genau erzeugt das Magnetfeld, welches dann die Energie aus der Fusion in die Spulen abgibt? Ist das die Stromdichte des sich wieder ausdehnenden Plasmas?

Nicht ganz.

Wenn das Magnetfeld eingeschaltet wird um das Plasma zu komprimieren, wird Energie in der Magnetspule gespeichert, weiters wird Energie auch im komprimierten Plasma gespeichert. Diese Energie kann man zurückgewinnen, wenn das Magnetfeld abgeschaltet und die Spule an einen Verbraucher geschaltet wird wird. Dabei wird durch das zusammenbrechende Magnetfeld in der Magnetspule eine Spannung induziert und über den Verbraucher fließt ein Strom. Die so zurückgewonnene Energie muss der beim Einschalten eingebrachten Energie entsprechen.

Wenn aber zu dem Zeitpunkt kurz bevor die Spule abgeschaltet wird, das Plasma zündet, dann ist beim Abschalten der Spule und Umschalten auf den Verbraucher innerhalb des Magnetfeldes viel mehr Energie vorhanden als beim Einschalten eingespeist wurde.

Meine Überlegung war, dass bei geeigneter Dimensionierung der Spule und kontrollierter Abgabe der Energie nach dem Umschalten auf den Verbraucher ese dann infolge der zusätzlichen durch die Fusion gelieferten Energie es so eingerichtet werden könnte, dass die Expansion und das zusammenbrechen der magnetischen "Flasche" so erfolgt, dass der größte Teil der gewonnenen Energie dadurch an den Verbraucher abegegeben wird, dass das Magnetfeld kontrolliert langsamer zusammenbricht als es ohne die Fusionsenergie sollte, bei gleicher Leistungsabgabe.

Ich dachte also an eine Wechselwirkung zwischen dem Druck auf das Magnetfeld und der Last, die an der Spule hängt.

Kateridee, habe ich ja schon im Eingangs - Beitrag geschrieben :D

OpenEyes schrieb:Die so zurückgewonnene Energie muss der beim Einschalten eingebrachten Energie entsprechen.

Wenn nichts verloren geht ;)

OpenEyes schrieb:Wenn aber zu dem Zeitpunkt kurz bevor die Spule abgeschaltet wird, das Plasma zündet, dann ist beim Abschalten der Spule und Umschalten auf den Verbraucher innerhalb des Magnetfeldes viel mehr Energie vorhanden als beim Einschalten eingespeist wurde.

Genau diesen Punkt verstehe ich nicht. Inwiefern hat die Fusion was mit der von der Spule induzierten Spannung zu tun?