Was sind fusionsreaktoren?
Gefragt von: Enno Schaller | Letzte Aktualisierung: 19. Dezember 2020sternezahl: 4.9/5 (64 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.
Wie funktioniert Fusionsenergie?
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. ... In einem Fusionsreaktor muss Plasma auf hundert Millionen Grad Celsius erhitzt werden.
Was versteht man unter Tokamak?
Der Tokamak ist ein ringförmiger Typ eines Fusionsreaktors, der auf der Methode des magnetischen Plasmaeinschlusses beruht.
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.
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.
Energie der Zukunft oder kompletter Reinfall? - Fusionsenergie erklärt
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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 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 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 funktioniert die Kernfusion in der Sonne?
Im Inneren der Sonne erfolgt ständig Kernfusion. Sie ist die Quelle der Sonnenenergie. Dabei entsteht aus Wasserstoff Helium. ... Schließlich verschmelzen zwei Helium-3-Kerne zu Helium-4, wobei zwei Protonen (Wasserstoffkerne) entstehen und wiederum Energie frei wird.
Wie wird bei Kernfusion Energie frei?
Die frei werdende Energie bei einer Kernfusion geht hauptsächlich in kinetische Energie der entstehenden Teilchen über. Diese Energie lässt sich wie bei der Kernspaltung aus dem Massendefekt berechnen: Beispiel: Zwei Kerne des Wasserstoffisotops 2H (Deuterium) verschmelzen zu Tritium (3H).
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.
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.
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 kommt der Fusionsreaktor?
Der erste einsatzfähige Fusionsreaktor eines komplett neuen Typs soll bis 2024 erfolgreich Energie gewinnen.
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.
Ist Fusion 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.
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.
Was kostet ITER?
Auch die Kosten von Iter sind ein Problem. Derzeit werden sie auf 15 Milliarden Euro geschätzt. Die Zahl stammt allerdings aus dem Jahr 2007.