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Fusion: Stellarator (Wendelstein 7-X), Tokamak (ITER) & Andere

223 Beiträge, Schlüsselwörter: Fusion, Kernfusion, Iter, Tokamak, Wendelstein

Fusion: Stellarator (Wendelstein 7-X), Tokamak (ITER) & Andere

06.11.2017 um 13:58
Thomas Klinger, wissenschaftlicher Leiter von Wendelstein 7-X, hat auf n-tv ein Interview gegeben.

http://www.n-tv.de/wissen/Die-Kernfusion-wird-rechtzeitig-kommen-article20111394.html

Interessante Neuigkeiten vermeldet er nicht, aber die n-tv-Jungs hatten leider auch nur 08/15 Fragen in petto. Die neue Ausbaustufe ermöglicht nun fast täglich eine Leistungssteigerung, und man hat im Bereich von 30-40 Millionen Grad auch schon einige Rekorde geknackt.

Mit Fusionsstrom aus der Steckdose ist aber trotzdem erst ab der zweiten Hälfte des Jhd. zu rechnen, bisher ist auch noch nicht entschieden, welcher Reaktortyp das Rennen machen wird (Tokamak oder Stellerator). Wenn Iter so weit ist, wird man sich anhand der Daten dann auf eine Lösung festlegen.


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Fusion: Stellarator (Wendelstein 7-X), Tokamak (ITER) & Andere

12.11.2017 um 14:50
Hallo

Den bestätigten Erwartungen nach, gelingt es mit Fusionsreaktoren für einen kurzen Moment Energiemengen frei zu setzen, die über der Summe von enthaltener thermischer und kinetischer Energie liegen.
Da es nun noch Versuchsanlagen sind, ist die Energiebilanz des gesamten Systems natürlich immer noch unter einem Wirkungsgrad von 1.

Wenn ich das richtig verstehe, dann soll zu einem in Zukunft liegenden Moment der Wirkungsgrad dieser Reaktoren größer 1 werden.

Aus verschiedenen pseudowissenschaftlichen Vorführungen ( LENR... u.a. ) geht als Scheitelpunkt der Diskussionen immer die Frage hervor, ob die vermeindlichen Geräte mit ihrem Energieüberschuss eigenständig angetrieben werden können und somit ewig arbeiten und gleichzeitig nutzbare Energie zur Verfügung stellen.

Diese Frage stelle ich mir bei Fusionsreaktoren auch.

Soll ein Fusionsreaktor sich selbst betreiben können und zusätzlich nutzbare Energie liefern?


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Fusion: Stellarator (Wendelstein 7-X), Tokamak (ITER) & Andere

12.11.2017 um 16:56
nisus schrieb:Diese Frage stelle ich mir bei Fusionsreaktoren auch.
Zunächst einmal sollte man wissen, dass noch keine Fusionskraftwerke zur kommerziellen Energiegewinnung existieren, daher sind auch noch keine genauen Angaben zum Gesamtwirkungsgrad möglich.

Das was du in deinem Beitrag als "Wirkungsgrad" bezeichnest, ist vermutlich der sogenannte Q-Faktor, also das Verhältnis der produzierten thermische Leistung zur Leistung die für die Plasmaheizung aufgewendet werden muss. Dieser Faktor muss in der Tat für den energetisch wirtschaftlichen Betrieb eines Fusionsreaktors deutlich über 1 liegen. Derzeit hat man den Faktor 1 bei tatsächlichem DT –Betrieb noch nicht ganz erreicht, wird man aber sicher noch.

Die bei einer DT-Reaktion entstehenden Neutronen tragen ca. 80% der Reaktionsenergie aus dem Plasma, der Rest steckt in den Alphateilchen (Helium-Kerne). Diese Alphateilchen verbleiben im Plasma, und geben über Stöße Energie ans Plasma ab, was zur Plasmaheizung beiträgt, man spricht dann auch von Plasmazündung. Ist diese Energie größer als die Verlustenergie (Bremsstrahlung, Plasmaverlust, etc.), dann kann sich das Plasma selbst aufrechterhalten. Die notwendige Temperatur, bei der das möglich ist, beträgt mindestens 100 millionen Grad (Kelvin oder °C spielt da keine Rolle mehr) oder 10 keV.

Das, was wir letztlich nutzen werden, ist die kinetische Energie der frei werdenden Neutronen, die das Plasma quasi wechselwirkungsfrei verlassen können, und erst im sogenannten Blanket gebremst werden. Die Energie wird somit in Wärme umgewandelt die zur Erzeugung von Wasserdampf genutzt wird, welcher Dampfturbinen antreibt, die dann letztlich elektrische Energie liefern...

Bei diesem Prozess versauen uns insbesondere die Turbinen die Bilanz, da selbst die modernsten unter ihnen gerade mal auf einen Wirkungsgrad von ca. 60% kommen. Unterm Strich sind wir somit weit entfernt von 100%, vermutlich sogar noch unter 50%.


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