Was ist ein fusionskraftwerk?
Gefragt von: Guiseppe Herrmann-Kuhlmann | Letzte Aktualisierung: 20. Dezember 2020sternezahl: 4.1/5 (63 sternebewertungen)
In einem Fusionskraftwerk dienen die Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium als Brennstoffe. Diese werden erhitzt und verschmelzen dabei zu einem Neutron und einem Heliumkern.
Wie funktioniert ein Fusionskraftwerk?
Ein Fusionsreaktor funktioniert nach dem klassischen Prinzip eines Wärmekraftwerks: Wasser oder alternative Stoffe werden erhitzt und treiben eine Dampfturbine an, deren Bewegungsenergie von einem Generator in Strom gewandelt wird. Ein Fusionskraftwerk benötigt zunächst eine hohe Menge an Energie.
Wo steht ITER?
Im französischen Cadarache wird ein Testreaktor für die Kernfusion gebaut. Das internationale Milliardenprojekt ITER stand zwischenzeitlich vor dem Aus, inzwischen wird aber gebaut.
Wie wird die Kernfusion genutzt?
Die Kernfusion ist eine Kernreaktion, bei der zwei Atomkerne zu einem neuen Kern verschmelzen. Die Kernfusion ist Ursache dafür, dass die Sonne und alle leuchtenden Sterne Energie abstrahlen. ... Ausreichend groß ist der Wirkungsquerschnitt meist nur dann, wenn die beiden Kerne mit hoher Energie aufeinander prallen.
Was ist ein Kernfusionskraftwerk?
Das Kernfusionskraftwerk ist ein besonderer Typ von Atomkraftwerk, bei dem Strom durch die kontrollierte Kernfusion erzeugt werden soll. Dies beruht auf dem Prinzip, dass nicht nur durch Kernspaltung Energie erzeugt werden kann, sondern auch durch deren Fusion, nämlich die sogenannte Kernbindungsenergie.
Energie der Zukunft oder kompletter Reinfall? - Fusionsenergie erklärt
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Wie funktioniert ITER?
ITER funktioniert nach dem Tokamak-Prinzip. Die Spulen, die das ringförmige Vakuumgefäß umschlingen, erzeugen darin ein starkes Magnetfeld in Umfangsrichtung (Toroidalfeld). ... Ein elektrischer Ringstrom erzeugt zusammen mit den Spulen das schraubenförmig verdrillte Magnetfeld, das das Plasma zusammenhält.
Ist die Kernfusion gefährlich?
- Die Kernfusion ist mit extremer Neutronenstrahlung verbunden. Deshalb muss der Reaktor mit einem Schutzmantel umgeben sein, der die Strahlung abfängt. Diese Strahlung schädigt aber das Material des Mantels und verursacht außerdem induzierte Radioaktivität.
Wann wird die Kernfusion möglich sein?
Im Versuchsreaktor Iter könnte 2025 das erste Plasma zünden. Dessen Nachfolger soll bereits Energie liefern. Nötig wäre dafür eine Revolution der Revolution: Stromerzeugung durch Kernfusion. ...
Wie wird aus Kernfusion Energie gewonnen?
Der riesige Plasmaball besteht überwiegend aus Wasserstoff. In seinem heißen Inneren brennt ein beständiges Fusionsfeuer. Hier verschmelzen die Wasserstoff-Atomkerne zu Helium. Die bei dieser Kernfusion erzeugten gewaltigen Energien erwärmen und beleuchten auch die Erde.
Ist Kernfusion auf der Erde möglich?
Die kontrollierte Kernfusion wird seit den 1960er Jahren für machbar gehalten. Eine lange, aufwändige Entwicklung führte zu Plänen für einen ersten Reaktor, der mehr Energie produziert als er benötigt: Den Internationalen Thermonuklearen Experimentalreaktor ITER.
Wann wird ITER fertig sein?
Ende 2025 soll die Anlage erstmals in Betrieb genommen werden. Wichtiges Etappenziel auf Europas größter Baustelle: Zwei Teile des Kryostaten des Fusionsforschungsreaktors International Thermonuclear Experimental Reactor, kurz Iter, sind fertig. Ende 2025 soll die Anlage ihren Betrieb aufnehmen.
Wie funktioniert ein Tokamak?
Der Tokamak
Ein Tokamak benötigt zum Aufbau des Magnetkäfigs drei sich überlagernde Magnetfelder: erstens ein ringförmiges Feld, das durch ebene äußere Spulen erzeugt wird, und zweitens das Feld eines im Plasma fließenden Stroms. ... Danach muss der Transformator "entladen" und der Strom von neuem hochgefahren werden.
Wie kalt kann es in einem kernfusionsreaktor werden?
Diese Reaktorkonzepte beruhen auf der Technik des magnetischen Einschlusses. Wenige Gramm des Deuterium-Tritium-Gasgemisches werden in ein luftleeres, viele Kubikmeter großes, torusförmiges Behältnis eingebracht und auf 100 bis 150 Millionen Grad Celsius erhitzt.
Ist Kernfusion radioaktiv?
Anders als bei der Kernspaltung ist das durch die Kernfusion entstandene Helium nicht radioaktiv. Trotzdem entsteht nicht nur während des Fusionsprozess eine sehr intensive Strahlung, sondern auch eine länger bestehende Radioaktivität durch die intensive Neutronenbestrahlung von Materialien des Reaktors.
Was passiert wenn ein Fusionsreaktor explodiert?
Fusionskraftwerke vollführen das, was die Sonne macht, auf der Erde. Im Gegensatz zur Kernspaltung ist der Prozess der Fusion risikofrei. ... Bei der Fusion entsteht nur radioaktiver Abfall, der innerhalb von 100 Jahren so ungefährlich ist wie Asche verbrannter Kohle-Briketts.
Wie wird Tritium hergestellt?
Tritium entsteht auf natürliche Weise durch Neutronen-Beschuss auf Stickstoffkerne aus der kosmischen Strahlung in den oberen Schichten der Atmosphäre. ... Künstlich wird Tritium in Kernreaktoren hergestellt. Dies geschieht durch: Beschuss eines 6Li-Targets mit Neutronen im Reaktorkern.
Warum kann durch Kernspaltung Energie gewonnen werden?
Bei der Kernspaltung wird Energie freigesetzt. Diese Energie tritt als kinetische Energie der schnellen Neutronen und der Bruchstücke der Uran-235-Kerne auf und wird an das die Brennstäbe umgebende Kühlmittel abgegeben. Das Kühlmittel führt dann die freigesetzte Energie ab.
In welcher Weise entsteht auch beim Fusionsreaktor radioaktiver Abfall?
Ein Fusionskraftwerk erzeugt radioaktiven Abfall, weil die energiereichen Neutronen, die bei der Fusion entstehen, die Wände des Plasmagefäßes aktivieren. Wie intensiv und wie lang andauernd diese Aktivierung ausfällt, hängt von den Materialien ab, auf welche die Neutronen auftreffen.
Wann soll der erste kommerzielle kernfusionsreaktor in Betrieb gehen?
Um das Jahr 2035 soll es in Betrieb gehen – ähnlich wie heutige Großkraftwerke (Kohle, Gas, Atom) mit einer Leistung von einem Gigawatt. Ab etwa 2050 soll die Kernfusion dann als eine ganz normale Komponente im Energiemix zur Verfügung stehen.
Wann kommt der Fusionsreaktor?
Der erste einsatzfähige Fusionsreaktor eines komplett neuen Typs soll bis 2024 erfolgreich Energie gewinnen.