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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

13.07.2016 um 15:18
Peter0167 schrieb:Wie gesagt, sollte man unbedingt mal reinhören, und ganz nebenbei erfährt man noch viele Details zu Problemen, mit denen sich die Jungs dort so rumplagen müssen ... und auch wollen :D
Naja, böse gesagt sollten sie das auch, schließlich werden sie auch dafür bezahlt und das ganze wurde nicht zum Spaß gebaut ;)


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13.07.2016 um 15:49
@Peter0167
leider noch nicht gehört, machs aber noch. Stellarator verwendet D-D, ist richtig, wusste das nicht und schrieb es im Einganspost falsch. Tritium würde mehr Energie frei setzen, aber die Brennkammer radioaktiv machen, das wollen sie (und dürfen) nicht.


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13.07.2016 um 16:25
@mayday

Knapp 3h ist schon recht heftig, aber ich höre das jeden Tag im Auto auf dem Weg zur Arbeit, also morgens ne halbe Stunde, und abends auch.

Das Ganze fängt recht locker und lustig an, und geht dann auch so weiter :D. Richtig gut wirds dann eigentlich erst in der zweiten Hälfte, als sich alle "warm geredet" hatten.

Für mich vollkommen überraschend war, dass W7 nie dafür gedacht war, Fusion zu erforschen. Es ging von Anfang an "nur" darum, die Plasmen zu "bändigen". Ein ganz wichtiger Punkt sind die Magnetfelder, und speziell deren Geometrie. Plasmen lassen sich nicht so einfach ein ein Magnetfeld zwängen, oder wie einer der beiden sagte: "Plasma hat seinen eigenen Schädel" :D

Man geht da genau anders herum ran, und fragt: "Plasma, wie müsste das Magnetfeld aufgebaut sein, damit du dich darin "wohl fühlst"" ... und dann wird es auch genau so gebaut. Und trotzdem läuft in der Plasmaphysik kaum etwas, wie erwartet, da kommen Faktoren wie Wirbelbildung, Diffusion, Ströme, Verunreinigungen, etc. ins Spiel, die das Ganze zu einem der schwierigsten Themen in der Physik werden lassen.

Auf die eigentliche Fusion angesprochen meinte einer der beiden, Fusion interessiert uns nicht, die ist einfach, Fusion kann heute jeder mit wenig Aufwand selbst bewerkstelligen, es gibt sogar Geräte, die auf Basis des Farnsworth-Hirsch-Fusors arbeiten, und an guten Schulen zur Veranschaulichung im Unterricht laufen, incl. Neutronendetector.

Plasmaforschung ist da ein ganz anderes Kalliber, und nur darum ginge es beim W7. Ziel wird es einmal sein, das Plasma hinreichend lange stabil aufrecht zu erhalten, aber die angestrebte halbe Stunde wird erst in zukünftigen Ausbaustufen erreicht werden, und auch da wird noch lange nicht an Fusion oder Energiegewinnung gedacht.

Dieses Interview hat mich jetzt so neugierig gemacht, dass ich ernsthaft überlege, mich mal zu einem Besuchstermin dort anzumelden, aber vorher muss ich mich noch viel mehr ins Thema reinknien, um überhaupt zu verstehen, wovon die da reden. In jedem Fall waren meine Vorstellungen über dieses Projekt komplett falsch, und das werde ich von jetzt an grundlegend ändern :D


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13.07.2016 um 17:37
Peter0167 schrieb:Dort werden Dinge angesprochen, die man als Laie in dieser Form vermutlich nirgendswo anders zu hören bekommt.
Diese Podcastfolge ist auch sehr interessant.

https://resonator-podcast.de/2014/res032-der-wendelstein-7-x


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13.07.2016 um 17:44
@Celladoor

Danke, hatte ich beim Thread durchstöbern schon gefunden und runtergeladen. Da höre ich dann vermutlich am Freitag rein, wenn ich mit dem anderen das zweite mal durch bin :D


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13.07.2016 um 18:56
Peter0167 schrieb:Da höre ich dann vermutlich am Freitag rein, wenn ich mit dem anderen das zweite mal durch bin :D
Ich finde ja 1-2 h sind meistens zu kurz um tiefer in ein Gebiet zu steigen, 4 h sind dann aber schon fast zu lang. 3 h sind für eine Podcastfolge perfekt. Hör mir die aber meist auch nur in Teilen an. z.B. beim pendeln oder bei der Arbeit.


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14.07.2016 um 10:48
@Peter0167
Das meinte ich auch, Fusion zu bewerkstelligen ist nicht das Problem (Überschuss natürlich schon) Freaks bauen sich einen solchen "Fusor" gleich selbst. Ein Verwandter (Weiterentwicklung) des Fansworth Hirsch Reaktors ist der 'Polywell' (W.Bussard), aber da wird es schon deutlich aufwändiger privat einen solchen zu bauen und zum Laufen zu kriegen, mit grossen Anstrengen, Aufwand einigen zehntausend Euros (wohl eher gegen die 100'000) und Hilfe einer Community isses zwar möglich.

Bereits früher mal verlinkt, aber das Video finde ich interessant/Lehrreich. Dieser kostet kostet unter 10'000

Homemade 'Fusor' (..und es fusioniert!)
Youtube: homemade fusor (nuclear fusion reactor) - neutron and x-ray radiation, silver activation
Dass es beim Wendelstein oder allg. bei Fusionforschungen, in erster Linie um das Bändigen von Plasma instabilitäten geht, KnowHow erarbeiten, war mir bewusst, jedoch nicht im Detail. Der Podcast ist bestimmt für mich sehr lehrreich, ich habe vor mir es dieses WE anzuhören.


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14.07.2016 um 11:50
Was beim Fusor in gossen Mengen entsteht, ist Bremsstrahlung bzw. X-Rays, das wird im Video gut erklärt. Aber auch schnelle freie Neutrons (2MeV) entstehen und das stammt von der eigentlichen Fusion..aber 500 Neutrons pro Sekunde ist sehr wenig, quasi fast nichts, also ist die 'Fusionsrate' auch sehr gering und damit klappt es nie Energie zu gewinnen.

Interessant dabei ist, wie es denn möglich ist, dass Deuterium mit Deuterium Atome fusionieren, wenn die Energie nicht ausreicht um den Abstossungseffekt der Atome zu überwinden, diese Coulomb Wall. Also das Lawson Kriterium, die Bedingungen für eine Fusion, werden hier ansich nicht erreicht, aber dennoch entsteht Neutronenstrahlung, warum?

Atomkerne können selten auch fusionieren, aufgrund des Quantenphysikalischen "Tunneling Effect" Es gibt kein garantierter Aufenthaltsort eines Atomkerns, sondern nur Wahrscheinlichkeiten. Wikipedia: Tunneleffekt
Spoilerslide 7

Das Zweite was ich anhand dem Bsp. Interessant finde: Gewisse Atomkerne fangen langsame Neutrons ein, andere wiederum mögen schnelle und durch einen "Moderator" können sie gebremst, ihnen kinetische Energie entzogen werden, das lässt sich so "steuern". Neue erkenntnisse sind das nicht sondern Grundlagenphysik und spielt auch in jedem Kernspaltungskraftwerk eine Rolle.

Bei Fusion ist die X-Ray Produktion sehr relevant. Durch den Aufheizprozess entledigen sich die Atomkerne von ihren Elektronen, es wird Ionisiert, zum zu Plasma..jedoch sind diese Elektronen weiterhin im Plasma drin, nur separtiert von den Atomkernen. Umso Energiereichere X-Rays und desto mehr es von ihnen gibt, desto eher kollidieren Elektronen mit dem eigentlichen "Fusionsprodukt" den positiv geladenen Atomkernen (Ionen) oder den Neutronen.

Aber diese Kollisionen sind genau bei Fusion unerwünscht, denn dadurch verlieren Neutronen und Ionen Energie, sie werden abgebremst..und jedes Abremsen oder jede Beschleunigung generiert Strahlung. Strahlung aber ist verpuffte Energie und zudem ungesund für uns 'Organiker'.

Je höher die Plasmatemperatur, desto stäker dieser Effekt dieser Kollisionenen und damit die Enstehung von Bremsstrahlung. Bei 100 Millionen Grad ist der Effekt natürlich noch ausgeprägter und bei Fusionstemperaturen von 1 Milliarde Grad oder mehr (aneutronische Fusion) wird es zu einem sehr schwerwiegenden Problem. also lässt sich sagen, dass die Bremsstrahlung sehr entscheidend von Temperatur, aber auch Dichte und verwendetem Fusionstreibstoff abhängig ist.

Diese ION-Elektron Kollisionen führen nämlich dazu, dass sich das Plasma abkühlt und es kann zu Plasma instabilitäten kommen, bzw. einer von vielen Faktoren was Plasma so sehr unberechenbar macht.


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19.07.2016 um 19:35
Celladoor schrieb am 13.07.2016:Diese Podcastfolge ist auch sehr interessant.
So, bin jetzt auch durch diese Folge durch :D. Ich fand sie auch sehr gut, vieleicht ein wenig "trockener" als die andere, vermutlich weil er diesmal Alleinunterhalter war. Zudem hatte ich den Eindruck, dass man ihn vorher unterwiesen hat, weitestgehend auf Fachbegriffe zu verzichten, was die Sache dann nur noch unverständlicher machte.

Allein die Stelle, an der er erklären wollte, was Isotope sind, hätte mich fast in den Wahnsinn getrieben ... mir war bis dahin nicht klar, wie umständlich das gehen kann :D. Und Tritium ging schon mal gar nicht, ... immer nur superschwerer Wasserstoff! Und dann ist es ihm doch mal rausgerutscht (ganz ausversehen), ... ab da war es dann wieder verständlicher.

Naja, wirklich was dazu gelernt habe ich hier nicht, aber da er so langsam sprach, war das ne gute Möglichkeit, das eigene Wissen zu überprüfen. Man konnte locker jede Frage gedanklich selbst beantworten, und dann sofort überprüfen, ob man richtig lag :D

Ich mach mich ab morgen mal auf die Suche nach vergleichbaren Folgen, so langsam bin ich auf den Geschmack gekommen....


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19.07.2016 um 21:25
Peter0167 schrieb:Und Tritium ging schon mal gar nicht, ... immer nur superschwerer Wasserstoff! Und dann ist es ihm doch mal rausgerutscht (ganz ausversehen),
Was soll daran falsch oder verkehrt sein? Nennt sich halt auch so.


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19.07.2016 um 22:00
Das ist natürlich nicht falsch, mir fiel nur auf, dass er sehr bemüht war, die Dinge nicht beim Namen zu nennen, und versuchte alles so einfach wie möglich zu formulieren. Vermutlich hat man ihn vorher so instruiert, was ihm jedoch spürbar schwer fiel, und auch zu dem einen oder anderen "Fehlerchen" führte. Hätte er frei reden können, wäre ihm das sicher nicht passiert :D


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19.07.2016 um 22:04
Peter0167 schrieb:Vermutlich hat man ihn vorher so instruiert, was ihm jedoch spürbar schwer fiel, und auch zu dem einen oder anderen "Fehlerchen" führte. Hätte er frei reden können, wäre ihm das sicher nicht passiert :D
Also ich kenne den Resonator Podcast eigentlich sehr gut. Kann mir nicht vorstellen, dass die jemanden irgendwas vorschreiben. Ist doch nur ein Podcast, also lass die Kirche mal im Dorf. :D


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19.07.2016 um 22:08
Ich kann das Dorf beruhigen, mein Interesse an Kirchen bewegt sich deutlich unterhalb quantenphysikalischer Größenordnungen.

:D


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19.07.2016 um 22:09
Und ausserdem, Tritium oder superschwerer Wasserstoff.. wen interessiert das schon? Tritium klingt für dich vielleicht cooler. Oder was soll das gebashe hier?
Peter0167 schrieb:Vermutlich hat man ihn vorher so instruiert, was ihm jedoch spürbar schwer fiel, und auch zu dem einen oder anderen "Fehlerchen" führte.
Welche "Fehlerchen"?


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19.07.2016 um 22:23
Celladoor schrieb:Oder was soll das gebashe hier?
Ruhig bleiben, ... ganz ruhig, ... alles wird gut. Sehe ich etwa aus wie ein Basher? :D

alles20wird20gut
Celladoor schrieb:Welche "Fehlerchen"?
Ich habe das jetzt über 3 Tage gehört, daher kann ich dir nicht mehr die genaue Minute nennen, aber einmal sprach er von den 3 Isotopen (Wasserstoff, schwerer Wasserstoff und superschwerer Wasserstoff). Dann waren da auch noch andere "Fehlerchen", die ich einzig dem Umstand zuschreibe, dass er es nicht gewohnt war, alles supereinfach umschreiben zu wollen.

Kein Grund sich aufzuregen, ich bin auf deiner Seite :D


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24.07.2016 um 09:54
Hallo,

Gibt es sowas wie ein Buch was mir eine Einführung in die Fusionsforschung gibt bzw. eine Übersicht? Gerne ein Fachbuch. Oder halt Homepage etc.


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24.07.2016 um 10:14
Moin moin @xotix1

hier sind ein paar Buchempfehlungen des Max-Planck-Instituts:

http://www.ipp.mpg.de/12241/buecher

Es gibt im Netz aber auch jede Menge andere Medien, von denen man viel lernen kann, ich bevorzuge da eher Videos und Podcasts:

http://www.ipp.mpg.de/9850/info

https://resonator-podcast.de/tag/kernfusion/

https://alternativlos.org/36/

http://www.weltderphysik.de/gebiet/technik/energie/gewinnungumwandlung/fusionsforschung/

http://omegataupodcast.net/157-fusion-at-iter/


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mayday
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25.07.2016 um 11:58
Also muss sagen, das ist mir auch aufgefallen..naja egal jetzt, dennoch der Doku willen:
Wasserstoff - schwerer Wasserstoff - superschwerer Wasserstoff ^^
2000px Hydrogen Deuterium Tritium Nuclei


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27.07.2016 um 22:30
@Peter0167
Danke - aber ich werde mir wohl sofern ich Zeit habe eine Vorlesung zu Plasmaphysik ansehen und dann sollte halt auch entsprechende Mathematik in den Büchern sein. Bei Podcasts fehlt das. Weis nicht, wenn man einfach nur das Konzept kennt ... da fehlt doch einfach was. :p [Hab dir schonmal gesagt, hol dir n Mathe Buch :p und lern ein wenig Mathe, da macht Physik gleich mehr Spass]

Ich schaus mir sicher mal an. Leider hat ein Tag nur 24 Stunden :(

https://www.edx.org/course/plasma-physics-applications-epflx-plasmax-0


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28.07.2016 um 01:46
xotix1 schrieb:hol dir n Mathe Buch
Danke für den Tip, aber für diese Art Mathematik bin ich 30 Jahre zu alt, zudem glaube ich, sind nichtlineare Plasmaturbulenzen eher was für Informatiker und ihre Hochleistungsrechner.

Hier habe ich noch einen Link, der dich interessieren könnte:

http://www.physik.lmu.de/lehre/vorlesungen/sose_16/A_PlasmaphysikII/vorlesung/index.html

Die Skripts zu den Vorlesungen sind frei, ebenso die 6 Übungsaufgaben samt Lösungen. Viel Spass :D


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