Kernfusion - Energieträger der Zukunft? - 500 Beiträge pro Seite

[Hansibal_Lecter]

Kernfusion

Was ist Kernfusion?

Kernfusion ist ein energieliefernder Prozess, der seit Milliarden Jahren in der Sonne und in Sternen abläuft. Der Fusionsprozess findet bei außerordentlich hohen Temperaturen statt, bei denen sich die Materie im vierten Aggregatzustand, dem sog. Plasma befindet. Ein Plasma besteht aus Atomkernen (Ionen) und Elektronen, die nicht mehr aneinander gebunden sind.



Im Innern der Sonne laufen Fusionsreaktionen bei ca. 15 Millionen Grad ab. Unter den Randbedingungen auf der Erde wird das Plasma bei Temperaturen von über 100 Millionen Grad und bei extrem niedriger Dichte (ca. 250.000 fach dünner als die Erdatmosphäre) durch starke Magnetfelder eingeschlossen.

Es sind eine Reihe von Fusionsreaktionen zwischen leichten Kernen denkbar. In der ersten Generation zukünftiger Fusionsleistungsreaktoren wird die Deuterium-Tritium Reaktion zur Anwendung kommen, die eine vergleichsweise hohe Fusionsleistungsdichte bietet: Der Kern des schweren Wasserstoffs Deuterium (ein Proton, ein Neutron) fusioniert mit dem Kern des überschweren Wasserstoffs Tritium (ein Proton, zwei Neutronen) zum Helium-4-Kern, dem sog. -Teilchen (zwei Protonen, zwei Neutronen) unter Aussendung eines Neutrons. Dabei wird ca. viermal soviel Energie pro Nukleon frei wie bei der Spaltung eines Urankerns. 80% dieser Energie ist an das Neutron gebunden, das als neutrales Teilchen den magnetischen Käfig ungehindert verlassen kann.

Durch Abbremsung der Neutronen im Strukturmaterial und in der Ummantelung der Plasmakammer, dem sog. Blanket entsteht Wärme, die über einen konventionellen Dampfkreislauf in Elektrizität umgewandelt wird. Das -Teilchen überträgt kinetische Energie durch Wechselwirkung mit Plasmateilchen und trägt somit zur Aufheizung des Plamas bei. Bei bestimmten physikalischen Bedingungen reicht diese -Heizung alleine aus, um das Plasma auf Betriebstemperatur zu halten. Diesen Betriebszustand nennt man "Zündung".

[Hansibal_Lecter]

Nutzung der Kernfusion

Langzeitszenarien der Weltenergieversorgung lassen eine deutliche Zunahme des Energiebedarfs erkennen, einerseits durch die Zunahme der Weltbevölkerung auf etwa 10 Milliarden Menschen in den nächsten 50 Jahren und andererseits durch ein deutliches Anwachsen des pro Kopf Verbrauchs in den Entwicklungsländern.

Der Weltenergiebedarf wird heute zu über neunzig Prozent aus fossilen Energiequellen gedeckt. Auch wenn Versorgungsengpässe in absehbarer Zeit nicht zu erkennen sind, so erfordern drohende Klimaschäden auf längere Sicht eine Änderung des weltweiten Energiesystems, um künftigen Generationen eine sichere und umweltverträgliche Energieversorgung zu ermöglichen.

Regenerative Energien wie Photovoltaik sind dazu geeignet, den Kleinverbrauch vorwiegend in ausgedehnten Flächen zu decken. Es ist zu erwarten, daß durch Weiterentwicklung dieser Technik hinsichtlich verbessertem Wirkungsgrad und mit wachsender Marktdurchdringung der Anteil an der Stromproduktion in diesem Segment weiter anwachsen wird. Ergänzend dazu verspricht die Kernfusion auf lange Sicht eine Option, große Leistungseinheiten im Gigawatt-Bereich zur Versorgung von Ballungszentren und der Großindustrie bereitzustellen.

Die Nutzung der Kernfusion bietet folgende Vorteile:

Energieausbeute:
Der Jahresverbrauch eines Fusionskraftwerks mit einer Leistung von 1000 MW beträgt 100 kg Deuterium und 150 kg Tritium (aus 300 kg Lithium erbrütet). Es fallen also praktisch keine Transporte für die Brennstoffver- und entsorgung an.


Vergleich des Transportaufkommens für veschiedene Energieträger

Brennstoffversorgung:
Deuterium ist zu ca. 0,015% im natürlichen Wasser enthalten und somit fast unbegrenzt verfügbar.
Tritium wird im Blanket des Fusionsreaktors durch Neutroneneinfang aus Lithium nach folgender Reaktionsgleichung erbrütet:

6Li + n -> 4He + T

Lithium ist etwa gleichmässig in der Erdkruste vorhanden, der Gesamtvorrat wird auf 100 Millionen Tonnen geschätzt. Damit reichen die Brennstoffvorräte auf der Erde aus, um den Weltenergiebedarf über tausende von Jahren zu decken.

Umwelteinfluss:
Ein Fusionsleistungsreaktor emittiert keine klimaschädlichen Gase. Die durch Aktivierung der Strukturmaterialien entstehenden radioaktiven Abfälle enthalten keine extrem langlebigen Nuklide. Die Materialforschung verfolgt das Ziel, niedrig aktivierende Materialien zu entwickeln, die nach einer Abklingzeit in der Grössenordnung von 100 Jahren den sog. „hands-on-level“ erreichen, d.h. nach diesem Zeitraum können diese Werkstoffe ohne Strahlenschutzmaßnahmen hantiert und wiederverwendet werden.

Sicherheit:
Ein Fusionsreaktor ist inhärent sicher gegen Leistungsexkursionen, d.h.er kann aus physikalischen Gründen nicht „durchgehen“. Im Gegenteil, eine signifikante Abweichung von den Betriebsbedingungen des Plasmas führt zum Abriss und damit zur Unterbrechung der Energiefreisetzung. Zudem befindet sich in der Brennkammer eines Fusionskraftwerkes nur soviel Brennstoff, wie zur Aufrechterhaltung der Betriebsbedingungen des Plasmas notwendig ist. In einem Volumen von 1000 Kubikmeter sind dies ca. ein Gramm Deuterium und Tritium.
Trotz hoher Temperaturen von über 100 Millionen Grad hat das Plasma eine niedrige Leistungsdichte, die in etwa mit der einer Glühbirne vergleichbar ist. Daher kommt es bei Ausfall der Kühlung nicht zum Schmelzen von Strukturmaterialien.

Ein Fusionskraftwerk wird so ausgelegt, daß auch beim größten anzunehmenden Unfall die Strahlenexposition der Bevölkerung so gering bleibt, daß keine Evakuierung notwendig wird.

[Hansibal_Lecter]

Link: http://hbksun17.fzk.de:8080/PKF/d_index.html

[sgeler]

ist dir langweilig

[Hansibal_Lecter]

Nein, sgeler! Ab und zu mal nen guten Thread!

[sgeler]

du meinst ich soll mir das mal durchlesen?

[Hansibal_Lecter]

Yepp!

[HeWhoEnjoysGravity]

Kernfusion ist zur Zeit keine brauchbare Methode zur Energiegewinnung.

nicht durchgelesen, aber sah ganz brauchbar aus:
http://home.t-online.de/home/Bernhard.Hiller/betr-02.htm
http://www.heise.de/tp/deutsch/inhalt/lis/12981/1.html

[MrRipley]

informiert euch mal über das seriöse Thema ´freie Energie´(Tesla, Schauberger etc.)
Alles schon da gewesen aber verdrängt.
Kernfusion ist wieder solch ein überflüssiger sauteurer Platzhalter und eine riesige Arbeitsbeschaffungsmaßnahme.

D.H., es gibt Perpetuum Mobile, schaut euch mal um
Dumm nur, dass Patentämter solche Geräte von vorneherein ausschliessen und nicht zulassen werden.

Eingeschränktes Denken behindert unseren "Fortschritt" weg von der Machtbesessenheit weniger Personen und Firmen.

Denn es lässt sich damit kein Geld verdienen

[Robert_Reichschwein]

@ripley: Perpetuum Mobile?

Merk Dir eins, in dieser materiellen Welt kommt nix von nix!

Möglichkeit Kernfusion zu nutzen(hab ich mir selber überlegt): Wasserstoffbombe zünden(in einem unterirdischen sehr grossen unterirdischen Druckfesten Raum, der beispielsweise mit Wasser gefüllt ist), Energie ableiten, zum Beispiel durch Betrieb einer Dampfturbine durch die grosse Menge erhitzten Wassers.

Das Problem ist die Druckwelle, die bei der Zündung entsteht.

Eine 3 Megatonnen-Bombe kann einen unerirdischen Speicher von 300m Kantenlänge auf 90Grad Celsius bringen.

Zwei der grössten bisher gebauten Wasserstoffbomben(Energieäquivalent 70 Megatonnen TNT) reichen aus, den Tagesbedarf der Menschheit an bspw. Erdölprodukten zu decken!

Kleine Wasserstoffbomben mit 3-8 Megatonnen Sprengkraft sind ohne Probleme herzustellen, mit den israelischen Mininukes aus Demona können vielleicht noch kleinere Wasserstoffbomben relativ sauber gezündet werden.

Das Problem ist, daß zur Zündung des Lithiumdeuterid eine Atombombe nötig ist, um die ungeheure Starttemperatur zu bekommen, daß die Fusion in Gang kommt.

Die Energie muss dann noch abgeführt werden...

[Robert_Reichschwein]

in US wird alles als Patent zugelassen, ob es funktioniert oder nicht...

In Deutschland muss erst die Funktion geprüft werden...

[MrRipley]

Merk Dir eins, in dieser materiellen Welt kommt nix von nix!

Klar doch

Es ist seltsamerweise so, dass da etwas ist, wo anscheinend nix ist.
Selbst im Vakuum existiert noch kosmische Strahlung, Äther oder dergleichen - so gut wie nicht nachweisbar aber nutzbar

[Karl]

D.H., es gibt Perpetuum Mobile, schaut euch mal um
...
Selbst im Vakuum existiert noch kosmische Strahlung, Äther oder dergleichen - so gut wie nicht nachweisbar aber nutzbar
1. es gibt kein perpetuum mobile.

2. im gesamten universum gibt es strahlung und energie. und die kann man aus entstehung und entwicklung des universums sowohl begründen als auch nachweisen. sie stammt übrigens aus dem urknall (mikrowellenhintergrund) und in der hauptsache aus den prozessen der sterne, sind also direkt oder indirekt folge der kernfusion. nur wirds dir schwerfallen, den grössten teil deiner "unerklärten" energie auch innerhalb des erdmagnetfelds effektiv zur energiegewinnung zu nutzen. im gegensatz zu den möglichkeiten der kernfusion...

[MrRipley]

Sag mir, hat der Urknall wirklich stattgefunden?

[MrRipley]

1. es gibt kein perpetuum mobile.

warum bist Du dir so sicher?
Ok, Du kannst es nicht nachweisen,
ich kann es nicht nachweisen...
Wo ist das Problem

Siehst du eines wirst du es wissen,
glaubst du nicht daran, weisst du es nicht.

Wir beide (und nicht nur wir) befinden uns in der Zwickmühle einer Diskussion,
aber man kann weder das eine noch das andere begründen.

Ich habe es aus Quellen, die ich nicht selbst nachprüfen kann,
aber man wird es ja früher oder später erfahren oder eben nicht

[MrRipley]

Vielleicht reden wir auch aneinander vorbei - wenn die dahinterstehende Energie unendlich ist
und solch ein Gerät antreibt, diese Energie aber nicht zweifelsfrei nachgewiesen werden kann,
reden wir dann noch von einem PM? - eigentlich nicht oder besser gesagt eigentlich nicht mehr?
Bis dahin ist es aber als PM einzustufen(eigentlich falsch)


Wer an das Energieerhaltungsgesetz glaubt, hält sich an die konventionellen und weitverbreiteten Lehrbücher
- sind diese wahr?
Die meisten sind es nicht, jeden Tag stellt sich solchesgleichen heraus...

[Karl]

...warum es das nicht gibt? die gesamte physik basiert auf ein paar bewiesenen grundsätzen, einer davon nennt sich energieerhaltungssatz... wenn man davon ausgeht, dass naturgesetze überall im universum gelten, und das darf man erwiesenermassen, dann klappts nun mal nicht.

und ja, der urknall hat stattgefunden. das gilt über den mikrowellenhintergrund, die expansion des universums und andere messungen und experimente als erwiesen.
man kann in der theoretischen physik bis winzige sekundenbruchteile nach diesem punkt alles nachvollziehen und berechnen.

[MrRipley]

da bin ich anderer Meinung, aber ich will nicht wissenschaftlich werden - das habe ich schon zulange versucht
Leere Erklärungen, die mal widersprochen mal gefestigt werden, so wie bei meinen Argumenten auch

Fakt ist, beide Theorien haben ihre Daseinberechtigung in gleichen Teilen , die Zukunft wirds zeigen

[Karl]

Bis dahin ist es aber als PM einzustufen(eigentlich falsch)
erstens ist die energie im universum nicht unendlich. zweitens ist die zuführung von energie gleich welcher art ja genau das, was das perpetuum mobile nicht brauchen soll. insofern ist deine definition falsch, wie du richtig feststellst. kräfte sind immer messbar. sonst wären es keine. dein pm würde ich gerne mal live sehen...


Wer an das Energieerhaltungsgesetz glaubt, hält sich an die konventionellen und weitverbreiteten Lehrbücher
- sind diese wahr?
Die meisten sind es nicht, jeden Tag stellt sich solchesgleichen heraus...
nope. z.b. die gravitation hat sich seit newton nicht verändert, trotzdem hat einsteins krümmung des raumes das verständnis erweitert. deswegen ist newtons theorie aber noch lange nicht falsch... man baut aufeinander auf.
die keplerschen gesetze sind noch älter und passen zu allem, was man aus den werken der anderen beiden ableiten kann. du versuchst stattdessen, einen der erwiesenen grundsteine herauszuziehen.

[Karl]

da bin ich anderer Meinung, aber ich will nicht wissenschaftlich werden - das habe ich schon zulange versucht
Leere Erklärungen, die mal widersprochen mal gefestigt werden, so wie bei meinen Argumenten auch

Fakt ist, beide Theorien haben ihre Daseinberechtigung in gleichen Teilen , die Zukunft wirds zeigen


irgendwie kommt mir das bekannt vor, genauso argumentieren z.b. die kreationisten gegen die evolution. und mit ähnlichen "beweisen"...
welches perpetuum mobile funktioniert denn so wie von dir beschrieben?

[Punk24]

Maxwellscher Dämon

Der Maxwellsche Dämon oder Maxwell-Dämon ist ein Gedankenexperiment des schottischen Physikers James Clerk Maxwell zum zweiten Hauptsatz der Thermodynamik.
Das Gedankenexperiment beschreibt zwei thermisch isolierte Kästen mit Gas gleicher Temperatur. Die beiden Behälter sind durch ein kleines Loch miteinander verbunden, das mit einer Klappe verschlossen werden kann. Das Loch ist so klein, dass üblicherweise nur ein einziges Molekül hindurchfliegen wird, sofern die Klappe offen ist.

Die Klappe wird nun von einem "Dämon" bedient, der sich die einzelnen Moleküle, die auf das Loch zufliegen, anschaut. Kommt von links ein schnelles Molekül oder von rechts ein langsames, dann macht er die Klappe auf, und das Molekül fliegt auf die andere Seite. Kommt hingegen von links ein langsames Molekül oder von rechts ein schnelles, dann macht der Dämon die Klappe zu und das Molekül kommt nicht hindurch. Auf diese Weise sammeln sich links die langsamen und rechts die schnellen Moleküle, d.h. der Behälter links kühlt sich ab, während der Behälter rechts wärmer wird, ohne dass der Daemon dazu Arbeit verrichten müsste. Das wäre ein Verstoß gegen den zweiten Hauptsatz. Mit einem Gerät, das einen Maxwell-Dämon realisiert, ließe sich ein Perpetuum Mobile zweiter Art bauen.


Entropie und Information
Eine genauere Analyse zeigt allerdings, dass ein Maxwell-Dämon physikalisch nicht realisierbar ist. Der Dämon muss nämlich, um zu entscheiden, ob er die Klappe auf- oder zumachen soll, die Geschwindigkeit des Moleküls messen, also Information gewinnen. Da ein physikalisches Gerät aber nur einen endlichen Speicher hat, muss es diese Information irgendwann auch wieder löschen. Nun kann man aber zeigen, dass das Löschen der Information nur unter Freisetzung von Entropie, also von Wärmeenergie geht. Diese Entropie ist mindestens so groß wie die Verringerung der Entropie durch die Erwärmung des einen Behälters auf Kosten des anderen. Somit ist der Apparat kein echter Maxwell-Dämon mehr und der zweite Hauptsatz ist "gerettet".



Quelle:http://www.matheboard.de/lexikon/Maxwellscher_D%E4mon,defini…

[Punk24]

Der Warp-Kern in Star-Trek basiert auf einer Materie-Antimaterie Reaktion

[Karl]

Der Warp-Kern in Star-Trek basiert auf einer Materie-Antimaterie Reaktion
...das ganze universum auch...

[MrRipley]

einigen wir uns vorläufig darauf, dass es ein Perpetuum Mobile vorerst nicht gibt
Unter P.M verstehe ich, dass wirklich KEINERLEI Energie von aussen zugeführt wird.
Wird aber Energie zugeführt, dessen Wirkungsweise und/oder Herkunft unbekannt ist, und die Maschine läuft augenscheinlich ohne wissenschafftlich beweisbare Energiezufuhr, wird diese Maschine als P.M. dargestellt, auch wenn dem nicht so ist.


R.R.
Aber Vorsicht!
meine Meinung ändert sich fast täglich -
aber die Richtung stimmt schon

...

Die Welt der offiziellen Wissenschaft stinkt zum Himmel -
Informationen werden verfälscht, verändert, verzögert weitergegeben oder vernichtet, um ein überkommenes oder überholtes Weltbild nicht zu gefährden.
Fehler werden nicht eingestanden - falsche Theorien und Hypothesen und offizielle "Wahrheiten" versucht man so lange am Leben zu erhalten wie es nur irgendmöglich geht.
Viele Wissenschaftler und Forscher haben nicht genug persönliche Größe und Charakterfestigkeit eigene Fehler und Irrtümer einzugestehen
- es ist eben doch leichter andere - mit einem Doktoren- oder Professorentitel mundtot zu machen...
Vom "Pech" Rudolf Gantenbrinks mit seiner Erforschung des Ganges in der Königinnenkammer der großen Pyramide über medizinische Durchbrüche, die niemand wahrhaben wollte,
zu bizarren Lehrmeinungen der Physik - von der Wirklichkeit/Wahrheit eingeholt, geologischen Weltbildern und Lehrmeinungen die jeder Beschreibung spotten, Astronomischen Fragezeichen (Hubble Konstante?!, Wasser auf dem Mond?!, Neutrinos...),
über sensationelle "Sprünge" innerhalb der Genforschung die niemand wissen wollte, Erfinder,
welche entmündigt wurden, um ihrer Erfindungen habhaft zu werden(z.B. V. Schauberger),
die Dampfmaschine als Ausgeburt eines geistig verwirrten Forschers, die Eroberung des Alls - ein Feld nur für Verrückte...
Das Gesetz zur Energieerhaltung?
...nicht "patentfähige" Erfindungen der Neuzeit die schlichtweg boykottiert, aufgekauft, zerstört und weggeschlossen wurden oder die man der Öffentlichkeit als "Irrtum" des Forschers/Forscherin präsentierte, halten dagegen...
Tatsächlich, es ist eine Krisenstimmung innerhalb der Wissenschaft angesagt - die Wissenschaftler von heute und damals müssen sich die Kritik gefallen lassen.
Die Fakten sind unumstößlich - jeder Abschnitt der Wahrheit ist wie ein schneidendes Schwert in das verfaulende Fleisch derer die an den Schalthebeln der Macht und der Lehrmeinungen sitzen.
Nichts ist so borniert wie der wissenschaftliche Zeitgeist von heute und vergangener Zeitepochen.
Wo wäre die Menschheit, wo wäre die Wissenschaft ohne diesen Mühlstein, den uns hier und heute einige "Freunde" um den Hals hängen möchten und welchen sie vielen vor uns um den Hals gehängt haben.
Wir sollten dereinst nicht den gleichen Fehler begehen...


"Implosion statt Explosion!" würde ich sagen, um auf Viktor Schaubergers Visionen und Tätigkeiten zurückzugreifen,
Alles in der Natur verläuft nach dem friedlichem Vorbild der Implosion ab.

Explosion gibt es in der Natur nicht, alles wendet sich nach innen, ob Pflanzenwachstum oder Energiewirbel(Wasser).
Das einzige was explodiert wurde vom Menschen geschaffen und führt immer zu Leid und Elend:
Krebsgeschwüre, der Zinswachstum, die Atombombe, der sogenannte Fortschritt bspw. in der Computerindustrie -
all das ist exponentiell!




"Der wirksamste Schutz der Natur ist die Hinfälligkeit des Menschen, seiner Werke und seiner Handlungen, deren Auswirkungen ihn früher oder später selbst vernichten müssen, weil ein Großteil seiner heutigen Handlungen allem Natursinn entgegengerichtet ist.

Die ständigen Bemühungen einzelner Menschen, die den Unsinn unserer Arbeit zu erkennen vermögen, sind leider wenig beachtete Mahnungen an die Mitwelt, die, mitgerissen von dem Getriebe der Zeit und verbildet durch Überspezialisierung, die Einzelheiten nicht mehr wahrnehmen kann, aus denen sich das gesamte Leben in der Natur aufbaut und erhält. Leider sind diese Mahnungen, doch endlich zur Vernunft zu kommen, nur Rufe in der Wüste."

Damit seine Rufe nicht ungehört verhallen, hat Viktor Schauberger unzählige Artikel und Briefe verfasst. Als er "Unsere sinnlose Arbeit" veröffentlichte, war ihm klar, dass seine Sicht der Dinge ungeahnte Folgen haben würde:
"Die praktische Auswertungsmöglichkeit dieser Entdeckung bedeutet zweifellos eine vollkommene Umstellung auf allen Gebieten der Wissenschaft und Technik.

Die derzeit üblichen Maßnahmen in der Forst-, Land-, Wasser- und Energiewirtschaft werden prinzipielle Abänderungen erfahren. Selbst die medizinische Wissenschaft wird nicht unangetastet bleiben."



http://members.aon.at/pks.or.at/bio-vs.html