Was ist ein kernfusionsreaktor?
Gefragt von: Nils Scholz | Letzte Aktualisierung: 7. März 2021sternezahl: 4.7/5 (65 sternebewertungen)
Ein Kernfusionsreaktor oder Fusionsreaktor ist eine technische Anlage, in der die Kernfusion von Deuterium und Tritium als thermonukleare Reaktion kontrolliert abläuft. Fusionsreaktoren, die zur Stromerzeugung in einem Fusionskraftwerk geeignet wären, existieren noch nicht.
Was ist Kernfusion einfach erklärt?
Unter Kernfusion versteht man die Verschmelzung leichter Atomkerne zu schwereren Kernen. Eine Kernfusion erfolgt nur bei großem Druck und hoher Temperatur. Dabei wird Energie freigesetzt. Kernfusionen gehen ständig im Inneren der Sonne und anderer Sterne vor sich.
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.
Ist Kernfusion 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.
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 Kelvin erhitzt.
Der neue Kernfusionsreaktor - Energieform der Zukunft? | Breaking Lab
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Warum funktioniert Kernfusion nicht?
Fusion ist emissionsarm. ... Gegenüber Kernspaltung hat die Kernfusion weniger direkte Nachteile: Eine unkontrollierte Kettenreaktion ist noch unwahrscheinlicher, es herrschen wesentlich kürzere Zerfallszeiten für den radioaktiven Rückstand (30-100 Jahre), der zudem schwächer strahlt.
Wo wird ITER gebaut?
Im französischen Cadarache wird ein Testreaktor für die Kernfusion gebaut. Das internationale Milliardenprojekt ITER stand zwischenzeitlich vor dem Aus, inzwischen wird aber gebaut. Alle Gebäude stehen bereits auf dem weitläufigen ITER-Gelände - auch die riesige Reaktorhalle.
Warum ist Kernfusion besser als Kernspaltung?
Der Unterschied ist folgender: Ein Atomkraftwerk gewinnt seine Energie, indem es schwere Urankerne spaltet. Ein Fusionsreaktor hingegen soll leichten Wasserstoff zu Helium verschmelzen. Und das hätte gegenüber der Uranspaltung mehrere Vorteile.
Ist Kernfusion erneuerbar?
Will man in Zukunft nicht nur auf Kernspaltung, sondern auch auf alle fossilen Energieträger verzichten, dann ist die Kernfusion die einzig mögliche Ergänzung zu den Erneuerbaren. Wir forschen dafür, dass diese Alternative zur Verfügung steht, wenn sie gebraucht wird.
Wie viel Energie bringt Kernfusion?
Dabei entsteht ein Helium-Kern, außerdem wird ein Neutron frei sowie große Mengen nutzbarer Energie: Ein Gramm Brennstoff könnte in einem Kraftwerk 90 000 Kilowattstunden Energie erzeugen – die Verbrennungswärme von 11 Tonnen Kohle. Die Fusionsbrennstoffe sind billig und auf der Erde gleichmäßig verteilt.
Ist die kalte Fusion möglich?
Im Unterschied zur "heißen" Fusion, bei der Energie dadurch gewonnen werden soll, dass man Atomkerne durch Aufheizen auf sehr hohe Temperaturen zum Verschmelzen bringt, wird dies mit der "kalten" Fusion bei Zimmertemperatur versucht.
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.
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.
Was ist der Unterschied zwischen Kernspaltung und Kernfusion?
Kernfusion versus Kernspaltung
Bei beiden Reaktionen wird Kernenergie freigesetzt. ... Links: Fusion – leichte Atome verschmelzen miteinander und setzen Energie frei. Rechts: Fission – schwere Atome werden gespalten und setzen Energie frei.
Was braucht man für eine Kernfusion?
All die viele Energie, die uns die Sonne schenkt, beruht auf der Kernfusion, darauf, dass jeweils vier Wasserstoffkerne zu einem Heliumkern verschmelzen und dabei enorme Mengen an Energie frei werden. Energie, die die Sonne, dann zu uns abstrahlt. Das passiert im Inneren der Sonne bei etwa 15 Millionen Grad Celsius.
Was versteht man unter einer Kernspaltung?
Kernspaltung bezeichnet Prozesse der Kernphysik, bei denen ein Atomkern unter Energiefreisetzung in zwei oder mehr kleinere Kerne zerlegt wird.
Warum wird bei Kernspaltung und Kernfusion Energie frei?
Wie kann es sein, dass sowohl die Kernspaltung als auch die Kernfusion Energie erzeugen? Unter Kernspaltung versteht man die Aufspaltung schwerer Kerne (wie Uran) in zwei leichtere Kerne. Die zwei leichteren Kerne benötigen weniger Bindungsenergie als ein schwerer Kern. Deshalb wird Energie freigesetzt.
Wie macht die Sonne ihre Energie?
Nach aktuellem Stand der Wissenschaft gewinnt die Sonne ihre Energie durch Kernfusion: Wasserstoff wird im Sonneninneren bei grossem Druck und hoher Temperatur so stark zusammengedrückt, dass es zu einer Kernfusion kommt und Helium entsteht.
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.
Was fusioniert in der Sonne?
In der Sonne verschmelzen insgesamt vier Protonen, also vier Wasserstoffkerne, zu Heliumkernen aus zwei Protonen und zwei Neutronen, dem sogenannten Helium-4.