Wie funktioniert fusionsenergie?

Gefragt von: Kaspar Nowak  |  Letzte Aktualisierung: 20. März 2021
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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.

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.

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.

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. Alle Gebäude stehen bereits auf dem weitläufigen ITER-Gelände - auch die riesige Reaktorhalle.

Wie gefährlich ist Kernfusion?

Risiken hinsichtlich Kernwaffenverbreitung. Die Technologie der Kernfusion weist nur eine begrenzte Schnittmenge mit der Kernwaffentechnologie auf. Jedoch kann durch die Kernfusion theoretisch Material für Atomwaffen produziert werden und somit das Risiko einer Verbreitung von Kernwaffen erhöht sein.

Energie der Zukunft oder kompletter Reinfall? - Fusionsenergie erklärt

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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.

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.

Wann wird die Kernfusion möglich sein?

Die Planung für einen internationalen Fusionsreaktor begann 1985 unter US-Präsident Ronald Reagan und UdSSR-Generalsekretär Michail Gorbatschow. ... Nach derzeitigem Plan soll der Reaktor 2025 fertiggestellt sein und das erste Plasma erzeugt werden, ab 2036 dann mit tatsächlicher Fusion experimentiert werden.

Wann geht ITER in Betrieb?

Nun wurde das gewaltige Gebäude für den Reaktor fertiggestellt. Das erste Plasma soll 2025 erzeugt werden. ... Im Jahr 2025 soll der ITER in Betrieb gehen. Seit 2007 wird beim südfranzösischen Kernforschungszentrum Cadarache an der Anlage gearbeitet.

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 Fusionskraftwerk?

In einem Fusionskraftwerk dienen die Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium als Brennstoffe. Diese werden erhitzt und verschmelzen dabei zu einem Neutron und einem Heliumkern. Riesige Energiemengen werden freigesetzt – die Energie des Heliumkerns ist 100-mal höher als die des Ausgangsmaterials.

Was kostet ITER?

Der milliardenschwere Fusionsreaktor hat einen neuen Chef, Bernard Bigot. Er spricht Klartext. Statt ursprünglich 4,7 Milliarden Euro soll Iter mittlerweile etwa 15 Milliarden Euro kosten.

Wann soll der erste kommerzielle kernfusionsreaktor in Betrieb gehen?

1973 wurde der Bau des Joint European Torus (JET) in Culham (Großbritannien) beschlossen, des zurzeit größten Tokamaks. 1983 ging der Reaktor in Betrieb. Am 9. November 1991 konnte am JET erstmals eine nennenswerte Energiemenge aus kontrollierter Kernfusion freigesetzt werden.

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.

Woher kommt die Energie bei der Kernfusion?

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).

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.

Wie viel Energie bringt Kernfusion?

Sehr groß ist sie jedoch bei Helium-4 erzeugenden Reaktionen: Die Umsetzung von einem Gramm Deuterium-Tritium-Gemisch in einem Kernfusionsreaktor würde eine thermische Energie von rund 100 Megawattstunden (MWh) oder 12,3 t SKE liefern.

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.

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.