ITER-oder die Sonne auf Erden

[paul20dd]

Hallo Leute

Ein internationales Wissenschaftler-Team (China,EU,Japan,Korea,Russland,USA) arbeiten derzeit an der Fertigstellung des ersten Fusionsreaktors der Welt. Iter ist Latein und heist "der Weg".

Der Reaktorkern ist umgeben von einem Ring aus Wasserstoff-Plasma der bei 100 Millionen Grad Celsius 500 Megawatt Fusionsenergie erzeugen soll.

Die erste Fusion soll dann laut www.iter.org 2015 stattfinden.

Zum Standort des Reaktors sind zurzeit noch zwei Orte im Rennen:

Cadarache, Frankreich
Rokkasho-mura, Japan


Was haltet ihr von diesem Projekt ?

Ich moechte mir nicht ausmalen wie ein 2. Tschernobyl alias Iter aussehen wuerde.

Ich habe, obwohl ich nicht viel von Propheten halte, mal eine Interpretation der Nostradamus-Ferse gelesen die lautet:

2029: „Vom Pol für 1000 Jahre die Sonne in die veränderlichen Höhlen gebracht wird. Versteckt und gefangen. Nach außerhalb gezogen durch den Bart gefangen geführt. Wie Kranke die Masse der Forscher. Der Hof des Bärtigen in Zuleitung nach den 4 Bäumen“.

Der Author Dimde hatte auch gemeint das das Ganze in Frankreich stattfinden koennte ...

 

[MadCow]

ein tschernobyl ist bei fusionskraftwerken nicht möglich.

die fusion in einem reaktor ist ein vielzu unstabiler zustand, ein bisschen aussenluft löscht die reaktion sofort.

ausserdem liegen die anteile an radioaktivem material bei fusionsreaktoren im gramm bereich (etwa 30g tritium pro 1000mw) und dieses hat auch noch eine relativ kurze halbwertszeit (12,3jahre).

 

[Woppadaq]

siehe auch im neuen Spiegel (Heft 20/2005)

Cadarache, Frankreich, soll dabei als Standort schon recht fest stehen.

Ich moechte mir nicht ausmalen wie ein 2. Tschernobyl alias Iter aussehen wuerde.

Frankreich ist nicht Rußland, zudem werden, soweit ich weiß, weitaus weniger davon gebraucht als Kernkraftwerke. Und wenn das so weiter geht mit den Rohstoffen, wird das Ding früher oder später sowieso gebraucht werden.

 

[dkR]

Das schlimmste was passieren kann, ist das etwas Tritium ausläuft.
Das ist halt nicht so ganz gesund, aber bei einer wie schon erwähnten Halbwertszeit von etwa 12 jahren auch nicht so das Problem.
Ansonsten wird noch die Reaktorhülle durch die Neutronen etwas radioaktiv, aber alles kein vergleich zu Fissionsreaktoren.
Somit liefert Fussion praktisch saubere unbegrenzte Energie, praktisch ohne Risiko. (Hat mein Papa gesagt).

 

[paul20dd]

praktisch ohne Risiko bei 100 Millionen Grad ?
Naja

Aber wollen wir mal das beste Hoffen bis das Oel ausgeht.

 

[Munich]

praktisch ohne Risiko bei 100 Millionen Grad ?
Naja

Aber wollen wir mal das beste Hoffen bis das Oel ausgeht.

Was hat das mit den Grad zutun???
Mal angenommen das Ding explodiert, dann fliegen die heißen Trümmer max. 100 Meter weit, und nu?

Liegt in 100 Metern Entfernung ein 100 Mio. Grad heißes Trümmerteil. Ja?!

Da ist es egal ob es jetzt 500 Grad oder 100 Mio. Grad heiß ist, die Umgebung, der Wald oder so wird halt zu brennen anfangen. So oder so.

Gruß

 

[spriessling]

Somit liefert Fussion praktisch saubere unbegrenzte Energie, praktisch ohne Risiko. (Hat mein Papa gesagt).

Leider nicht wahr. Es fallen nämlich riesen Mengen an strahlendem Material an, und zwar aus der Ummantelung, die alle paar Jahre ausgewchselt werden muss. Ist zwar nicht so stark strahlend wie der Müll beim AKW, dafür aber eine viel größere Menge.

 

[Munich]

Somit liefert Fussion praktisch saubere unbegrenzte Energie, praktisch ohne Risiko. (Hat mein Papa gesagt).

Leider nicht wahr. Es fallen nämlich riesen Mengen an strahlendem Material an, und zwar aus der Ummantelung, die alle paar Jahre ausgewchselt werden muss. Ist zwar nicht so stark strahlend wie der Müll beim AKW, dafür aber eine viel größere Menge.

Diese Teile können doch in den Endlagern untergebracht werden.

Gruß

 

[spriessling]

@munich: Toll. Da wird eine neue, angeblich sauberere Energiegewinnung erforscht und es fällt noch mehr Atommüll an. Dabei weiss man ja schon heute nicht wohin mit dem Scheiss.

 

[MadCow]

es fällt mehr stillegungsmüll an, wegen der großen masse dieser reaktoren
aber man spart sich die ganzen verbrauchten brennstäbe, die bei akws einen sehr großen anteil des atommülls ausmachen
auch muss man keine tonnen an uranerzen ausgraben, die bei der produktion von brennstäben benötigt werden. in diesen erzen entsteht unter anderem radon (gasförmig) und andere radioaktive stoffe die nicht in die umwelt gelangen sollten.

ausserdem strahlen die reaktorbauteile nichtnur weniger als die von normalen akws, die aktivität dieser sinkt auch bedeutend schneller

statt die teile 1000 jahre einzulagern reichen bei fusionskraftwerken 50-200 jahre

ich finde das ist schon ein fortschritt

 

[Lazarus]

Scheint ja hier von Kernforschern und Strahlungsexperten nur so zu wimmeln.... also mal los: welche Art von Strahlung entsteht beim Fusionsprozess? Mit welcher Isotopenverteilung haben wir es zu tun? Und wie lang ist die Halbwertzeit der "verseuchten" Ummantelung? Welche Mengen fallen an? Kann man den Anfallenden "Müll" nicht einfach in selbigem Prozess wieder entsorgen??

Find es immer lustig wenn semiprofessionelle Wissenschaftler eine Technologie beurteilen von der sie soviel Ahnung haben wie ein Goldhamster von der Raumfahrt.....

 

[paul20dd]

@Lazarus

Ok, ich gebs zu, ich habe gar kein Doktortitel in Teilchenphysik.



Funktion:
Bei der Kernfusion „verschmelzen“ zwei leichtere Atomkerne zu einem schwereren. Je leichter die Ausgangskerne sind, desto weniger Energie ist nötig, um sie zur Fusion zu bringen und desto höher ist die Energieausbeute. Die Einfachste Art der Kernfusion ist die Verschmelzung von Deuterium und Tritium Kernen. Beides sind Isotope des Wasserstoffs. Deuterium ist in ausreichender Menge (0,016%) im Wasser enthalten und kann relativ leicht daraus gewonnen werden. Tritium gewinnt man am einfachsten aus Lithium, welches in der Erdkruste fast so häufig vorkommt wie Deuterium im Wasser. Wenn diese beiden Kerne in die Fusion gehen, entsteht ein Heliumkern und ein Neutron. Dabei wird eine Energie von 17,58 MeV (Megaelektronen Volt) frei. Da jedoch alle Kerne positiv geladen sind, stoßen sie sich gegenseitig ab. Eine Fusion kann aber erst beginnen, wenn die Kerne sich schon fast berühren. Erst bei einem Abstand von Zentimetern und weniger macht sich die starke Bindungskraft von Kernen bemerkbar. Und nur diese Kraft ist stark genug, die Kerne zur Fusion zu bringen. Damit die Kerne genügend Stoßenergie erhalten, heizt man das Reaktionsgas auf eine Temperatur von 70 – 100 Millionen °C auf. Bei solch enorm hohen Temperaturen wurden jedoch bereits alle Atome ionisiert. Diese bilden jetzt ein Gemisch aus positiv geladenen Kernen und freien Elektronen. Dieses Gemisch wird „Plasma“ genannt. Dieses Plasma ist sehr reaktionsfreudig und ein sehr guter elektrischer Leiter.

Schwierigkeiten:
Bereits bei kleinen unregelmäßigen im Magnetfeld „leckt“ die magnetische Flasche und die Fusion bricht zusammen. Außerdem muss das Plasma extrem rein gehalten werden, denn schon bei kleinsten Verunreinigungen durch Fremd-Ionen wird die Energieabgabe drastisch herabgesetzt.

Solche Ionen entstehen durch Teilchenbeschuss des Torusmaterials.

Tokamak- und Stellaratorprinzip:
Das Tokamak Prinzip wurde Anfang der 50er Jahre von den sowjetischen Physikern Andrej D. Sacharow und Igor Timm erdacht. Die Grundlage eines Tokamak Reaktors ist ein großer Hochstromtransformator. Dieser besteht aus einem großen, geschlossenen Eisenkern, der auf seiner Primärseite eine riesige Spule mit sehr vielen Windungen trägt. Diese durchfließt ein starker Stromstoß oder Wechselstrom, welcher im Eisenkern ein extrem starkes und veränderliches Magnetfeld erzeugt. Auf der Sekundärseite des Tokamak – Reaktors ist nur eine einzige Windung angebracht: ein kreisförmig gebogenes Rohr, das Torus genannt wird. Dieser Torus besitzt einen Innendurchmesser von 2-3 Metern und einen Außendurchmesser von 6-8 Metern. In diesem Rohr befindet sich das Plasmagas. Die Konzentration des Plasmas ist Millionen Mal dünner als Luft. Das starke Magnetfeld erzeugt im Plasma einen Stromstoß oder Wechselstrom von enormer Stärke, wodurch das Plasma auf extreme Temperaturen aufgeheizt wird. Dieser Strom kann bis zu 5 Millionen Ampere betragen (Ein Blitz erreicht im Durchschnitt „nur“ 100 000 Ampere). Die damit verbundene Kompression („Zusammendrücken“) des Plasmas bewirkt eine erste Aufheizung auf etwa 10 Millionen °C (Ohm’sche Heizung). Das Magnetfeld erreicht dabei eine Stärke, die die des Erdmagnetfeldes um mehr als das 100 000fache übersteigt. Da diese Temperatur noch nicht ausreicht, wird das Plasma zusätzlich durch Mikrowellen (wie in einem Mikrowellenherd) und seitlich eingeschossene hochbeschleunigte, und damit energiereiche, neutrale (Deuterium-) Atome aufgeheizt. Im ersten Experiment dieser Art wurden von 100 000 Ampere für 5 bis 10 Millisekunden 8 Millionen °C erreicht. Es wurde eine schwache Neutronenstrahlung festgestellt, die darauf hinweist, dass bereits eine sehr geringe Anzahl von Fusionen stattfand.

Trotz der hohen Temperaturen wurde die Torus Innenwand nicht beschädigt. Dies hat folgenden Grund: Der starke Strom im Plasma erzeugt ein weiteres starkes Magnetfeld, welches das Plasma gleichmäßig ringförmig umwickelt. Dadurch wird das Plasma gewaltsam zu einem dünnen Faden zusammengeschnürt (pinch-Effekt). Durch diesen Effekt wird die Toruswand wirksam vom Plasma abgeschirmt. Man spricht dabei auch davon, dass das Plasma in einer „magnetischen Flasche“ gefangen wird. Um diese Flasche möglichst lange zu erhalten, wird parallel zum Plasmastrom ein weiteres Steuer-Magnetfeld erzeugt, dass sich dem Einschnürfeld überlagert. Dieses Feld wird von außen angebrachten großen Spulen erzeugt.
Das Stellarator-Prinzip unterscheidet sich vom Tokamak-Prinzip durch das das plasmaeinschließende Magnetfeld. Beim Tokamak trägt das Magnetfeld zur Formung des Plasmas bei, das durch den in das Plasma induzierten Strom erzeugt wird. Es überlagert sich mit den anderen Magnetfeldern so, dass das Plasma schraubenförmig umfasst wird. Beim Stellarator wird das gesamte Magnetfeld außerhalb des Plasmas erzeugt und erzielt die nötige Schraubenform durch eine spezielle Formgebung der Ringmagnete. Vorteile: Der Fusionsbetrieb kann stabiler aufrechterhalten werden. Der Plasmastrom kann nicht durch Störungen zusammenbrechen und damit die Fusion unterbrechen. Plasma Verunreinigungen wirken sich nicht so stark aus und die Steuerung der Magnetfelder wird einfacher, da eine Komponente weniger vorhanden ist. Der größte Vorteil ist, dass ein Stellarator im Dauerbetrieb gefahren werden kann und nicht durch einen Transformator abhängigen Pulsbetrieb beschränkt ist wie ein Tokamak.

Forschungs-Reaktoren:
Fast alle führenden Nationen betreiben heute Forschungs-Fusionsreaktoren nach dem Tokamak-Prinzip:
- Der TFTR (Tokamak-Fusions-Test-Reaktor) in Princeton (USA)
- Der DIII-D-Tokamak in San Diego (Kalifornien, USA)
- Der JT 60 in Japan
- Und der JET (Joint European Torus)

Aktuelle Fusionsreaktoren brauchen meistens mehr Energie zur Aufrechterhaltung der Fusion als sie durch die Fusion erzeugen. Dies soll sich etwa 2004 ändern. Denn dann soll der neue Forschungsreaktor ITER (Internationaler Thermonuklearer Experimental Reaktor), ein Projekt, welches von der USA, der GUS und der EG beschlossen wurde, fertiggestellt sein. Dieser soll im Dauerbetrieb eine rund 1000mal höhere Energieausbeute besitzen. Was etwa einer Ausbeute von 1000 Megawatt entspricht. Dies ist vergleichbar mit der Leistung eines großen Kernspaltungsreaktors.
Allgemeine Vorteile von Fusionsreaktoren:
Fusionsreaktoren können nicht außer Kontrolle geraten, da in ihnen kein Überdruck herrscht, sondern ein Fast-Vakuum, so dass bei der kleinsten Undichtigkeit kalte Luft einströmen kann, wodurch die Fusion schlagartig zusammenbricht und keine unkontrollierte Kettenreaktion entstehen kann. Außerdem erzeugt ein Fusionsreaktor so gut wie gar keine radioaktiven Abfälle, höchstens einen geringen Rest des kurzlebigen Tritiums, welches eine Halbwertszeit von „nur“ 12,3 Jahren (sehr viel weniger als die Abfälle von Kernspaltungsreaktoren). Es könnte aber, da es gasförmig ist, leicht in Wiederaufbereitungsanlagen aus der Torusfüllung zurückgewonnen und erneut zum Fusionsprozess genutzt werden. Nur die Verseuchung des Torusinnenraums kann Sorgen bereiten. Jedoch reicht die Menge an verstrahltem Material bei weitem nicht an die von Spaltreaktoren heran. Außerdem kann das bei der Fusion entstehende Edelgas Helium industriell weiterverarbeitet werden.

Kalte Kernfusion:
Bei der kalten Fusion passiert ein Myon zwei leichte Atomkerne, durch seine gegenüber einem Elektron 200mal größere Masse verdrängt dieses negativ geladene Lepton die Elektronen der beiden Atome. Die positiven Atomkerne werden vom negativen Myon angezogen und prallen schließlich durch den Tunneleffekt zusammen. Dabei verschmelzen die Kerne und es kommt zu einer Fusion und der dazugehörigen, frei werdenden Energie. Bei diesem Vorgang werden ein Neutron und ein Myon freigesetzt. Das neue Myon kann den Effekt nun wiederholen, womit die kalte Fusion aufrecht erhalten wird. Der Vorteil dieses Verfahrens ist, das weder ein enormer Druck für das Plasma, noch extreme Temperaturen in Höhe von mehreren Millionen Grad Celsius benötigt werden, sondern nur eine geringe Anfangstemperatur von 900 °C. Außerdem kann ein Myon über 150 solcher Fusionen einleiten.

www.gymun.de/daten/atom/kernfusion.doc

 

[Lazarus]

schön schön - von dir verfasst?

 

[MadCow]

bei der fusion selbst entstehen eigentlich alle strahlungs arten aber nur die neutronen und die gammastrahlung kann den reaktor aufgrund des magnetfelds verlassen.
Die gammastrahlung schirmt man wohl ähnlich wie bei spaltungskraftwerken mit bleiplatten ab.
Die neutronen die entstehen aktivieren die ummantelung.
diese muss man dann endlagern, wobei man teile eventuell recyclen kann.

es entstehen etwa 65000-95000 tonnen aktives material in der lebenszeit eines fusionskraftwerks
etwa das doppelte als bei einem spaltungskraftwerk.
(zusätzlich kommen beim spaltkraftwerk 1,5millionen m³ uranerze pro kraftwerk dazu die man entsprechend lagern muss)
die halbwertszeit der abfallstoffe beträgt etwa 5 jahre gegenüber 1000-10000 jahre bei spaltungskraftwerken.
(http://www.directupload.net/show_image.php?d=256&n=9J6J7iAW.jpg)
wobei eventuell teile sogar recyclet werden können, entsprechende verfahren sind aber noch nicht entwickelt.

der radioaktive treibstoff tritium wird ja beim fusionsprozess sowieso verbraucht. dieser wird also nur im falle eines unfalls zu einem problem.

eventuell könnte es irgendwann gelingen sogar neutronenfreie fusionsreaktionen zu erzeugen (z.b. proton-bor => Helium-3 oder Deuterium Helium-3 => he-4 +proton) in dem fall fällt kaum radioaktiver abfall an.

quelle: max planck institut für plasmaphysik (http://www.ipp.mpg.de/)

 

[Lazarus]

die halbwertszeit der abfallstoffe beträgt etwa 5 jahre gegenüber 1000-10000 jahre bei spaltungskraftwerken.

mal so n Anregung: Macht euch mal schlau wie lange wir etwas von den "Abfallprodukten" unserer Müllverbrennung haben, bzw der Energiegewinnung aus den hauptsächlich genutzten fossielen Brennstoffen.....

 

[spriessling]

Find es immer lustig wenn semiprofessionelle Wissenschaftler eine Technologie beurteilen von der sie soviel Ahnung haben wie ein Goldhamster von der Raumfahrt.....

Du scheinst ja meine Quelle ganz genau zu kennen!! Allerdings unterstelle ich meinem Bruder, von dem ich die Info habe, einmal etwas mehr Ahnung vom Fusionskraftwerk, als einem Hamster von der Raumfahrt, so als Kernphysiker beim CERN.

 

[Lazarus]

Ich unterstelle deinem Bruder garnichts - aber nach deinen Postings unterstelle ich Dir das du entweder nicht in der Lage bist deinem Bruder geistig zu folgen oder einfach nur unfähig das gewonnene Wissen umzusetzen und entsprechend hier zu posten.

 

[dkR]

Somit liefert Fussion praktisch saubere unbegrenzte Energie, praktisch ohne Risiko. (Hat mein Papa gesagt).

Leider nicht wahr. Es fallen nämlich riesen Mengen an strahlendem Material an, und zwar aus der Ummantelung, die alle paar Jahre ausgewchselt werden muss. Ist zwar nicht so stark strahlend wie der Müll beim AKW, dafür aber eine viel größere Menge.

Woher weißt du, dass riesige Mengen anfallen, wenn man noch nichtmal das weiß, aus welchem material der mantel zum Schluß bestehen wird?
Und wenn du nicht weißt, welches Material, woher weißt du dann, dass es alle paar Jahre ausgetauscht werden muß?
Woher weißt DU da eigentlich alles?
Deine Argumentation isn bischen schwammig, oder?
Und wenn die Halbwertszeit von 5 Jahren stimmt, ist das eh alles kein Thema.

 

[Mother_Shabubu]

Mittlerweile ist die Entscheidung für Cadarache gefallen.

http://www.ipp.mpg.de/ippcms/de/presse/pi/09_05_pi.html

Jetzt müßten wir eigentlich bloß noch hoffen, daß uns das Öl noch bis 2050 reicht. Das ist meiner Meinung nach auch ein Problem an der Fusion, daß sie fast schon zu spät kommt. Sie wird ja damit beworben, daß sie für Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen sorgt. Das ist auch ein gutes Ziel und ich kann mir für Öl auch einen sinnvolleren Einsatz vorstellen, als es zu verbrennen, aber dazu müßte der Reaktor fast jetzt schon Energie erzeugen.
Wenn es einmal funktioniert, dann haben wir dafür eine praktische Grundsicherung unserer Energieversorgung, die dann mit Sonnenenergie u. a. ergänzt werden könnte. Es kann natürlich auch passieren, daß wir in fünfzig Jahren garnicht mehr darauf angewiesen sind, weil wir eine andere zuverlässige Energiequelle gefunden haben. Gerade die Brennstoffzelle sollte noch einiges an Potential aufweisen.

 

[seven]

Ich moechte mir nicht ausmalen wie ein 2. Tschernobyl alias Iter aussehen wuerde.

Frankreich ist nicht Rußland, zudem werden, soweit ich weiß, weitaus weniger davon gebraucht als Kernkraftwerke. Und wenn das so weiter geht mit den Rohstoffen, wird das Ding früher oder später sowieso gebraucht werden.

Die Ukraine ist auch nicht Russland. Tschernobyl liegt in der Ukraine, nicht in Russland.

Seitdem ich solche Geographiefehler immer wieder beobachtet habe (auch bei nicht gerade ungebildeten Menschen) und wahrscheinlich in anderen Erdregionen, wo ich mich weniger gut auskenne, genauso selbst machen würde, finde ich auch diese typischen Netzfunde nicht mehr ganz so witzig, in denen auf US-Landkarten Dänemark mit GB verwechselt oder die Schweiz als Österreich deklariert wird, was hier dann als Beleg dafür gesehen wird, dass "die Amis" ja alle überhaupt keine Ahnung haben. Alles relativ...