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2817 Beiträge in 621 Themen von 1349 Mitglieder
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Autor Thema: Kernfusion  (Gelesen 9329 mal)
ApFel
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Kernfusion
« am: Mai 23, 2005, 04:41:54 »

Kernfusion ist ja ein ziemlich umstrittenes Thema. Kernfusion ist der Energielieferant der Sonne bei dem Atomkerne von mehreren Wasserstoffatomen verschmelzen und dabei gewaltige Energien erzeugen.
Für die einen die Rettung der Menschheit für die anderen Spinnerei.
Was haltet ihr davon?Sammelt mal negative und positive Aspekte.
Ich persönlich finde die Forschung sehr sinnvoll und wichtig. Wenn eine künstliche Kernfusion gelingt wären auf einen Schlag extrem viele Probleme gelöst.Die Forschung ist zwar noch sehr weit davon entfernt da es ihnen nicht gelingt die benötigete Hitze und den nötigen Druck zu erzeugen.
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Re: Kernfusion
« Antworten #1 am: Mai 23, 2005, 04:53:12 »

Zitat
Die Forschung ist zwar noch sehr weit davon entfernt da es ihnen nicht gelingt die benötigete Hitze und den nötigen Druck zu erzeugen.
Das ist der Punkt! Die Input-Energie übersteigt leider die Output-Energie. Wenn aber die Fusion je gelingen sollte (und zwar unter kontrolliertem Ablauf und nicht explosionsartig), wären unsere Energieprobleme wirklich gelöst.
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MurphysLaw
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Re: Kernfusion
« Antworten #2 am: Mai 23, 2005, 05:02:02 »

Ja, find ich auch. DIE Forschung isses Geld allemal wert!
Dann braucht bloß noch einer eine Methode zu finden, unseren radioaktiven Müll irgendwie sinnvoll zu recyclen.... Cool

Fusion kann auch nicht außer Kontrolle geraten wie Fission. Eine unkontrollierte Kettenreaktion ist da nicht drin...
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Die letzte Stimme, die wir hören werden, bevor die Welt explodiert, wird die eines Experten sein, der sagt: "Das ist technisch unmöglich!" - Sir Peter Ustinov
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Re: Kernfusion
« Antworten #3 am: Mai 26, 2005, 04:00:07 »


Minisonnen im Labor

 

Im Zentrum der Sonne herrschen eine Temperatur von 15 Millionen Grad und unvorstellbare Drücke. Unter solch extremen Bedingungen werden die Atome in ihre Bestandteile zerrissen, und es bildet sich ein heißes, sehr dichtes Plasma aus Atomkernen und Elektronen. Über dessen physikalische Eigenschaften, die einen entscheidenden Einfluß auf die Vorgänge im Innern eines Sterns haben, wüßten die Astronomen gerne mehr. Und auch die Fusionsforscher, die das Sonnenfeuer zähmen und zur Energieerzeugung nutzen wollen, interessieren sich dafür, was in diesen schwer zu kontrollierenden Plasmen vorgeht. Das muß nicht länger ein Geheimnis bleiben, seit die Wissenschaftler gelernt haben, mit leistungsfähigen Lasern winzige, extrem heiße Plasmakugeln im Labor herzustellen und das Inferno im Innern dieser "Minisonnen" detailliert zu untersuchen. Andreas Saemann vom Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching berichtet auf der Frühjahrstagung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft vom 15.-19. März in Heidelberg, wie man die Minisonnen erzeugt und was es dabei zu sehen gibt.

Zunächst muß die Bühne vorbereitet werden, auf der die Minisonnen ihren Auftritt haben: eine knapp fingerdicke Scheibe aus Aluminium, die mit einer dünnen Magnesiumoxidschicht überzogen ist. Auf diese Scheibe richtet sich der blaue, frequenzverdoppelte Strahl eines Titan-Saphir-Lasers, dessen gewaltige Leistung in zehn Pulsen pro Sekunde die Alumiumscheibe trifft. Nach jedem Puls wird die Scheibe ein Stückchen gedreht, so daß sich dem Strahl eine "frische" Stelle darbietet. Wenn einer der Lichtpulse die Scheibe trifft, dann ist in einem winzigen Fleck, so klein wie der Durchmesser eines menschlichen Haares, für weniger als eine Billionstel Sekunde die Hölle los. Die energiereiche Laserstrahlung erhitzt den Magnesiumoxidüberzug der Scheibe, und die Wärme wird vor allem durch schnell bewegte Elektronen an das Aluminium weitergegeben. Die von dieser Hitzewelle getroffenen Aluminiumatome verwandeln sich augenblicklich in ein mehrere Millionen Grad heißes, sehr kompaktes Plasma. Normalerweise sind im Labor erzeugte Plasmen recht luftige Gebilde. Doch das in Garching hergestellte Plasma hat die Dichte von festem Aluminium. Das ist zur Zeit Weltrekord!

So klein diese Minisonnen auch sein mögen und so schnell sie auch verglühen - für die Wissenschaftler eröffnen sie einen einzigartigen Blick auf die Vorgänge in einem heißen und dichten Plasma. Durch die heftige Bewegung der Elektronen im Plasma entsteht ein intensiver Blitz von Röntgenstrahlung mit einer Vielzahl von ungewöhnlich geformten Spektrallinien, die für Andreas Saemann und seine Kollegen wertvolle Informationen enthalten. So können die Wissenschaftler nicht nur die Temperatur und Dichte des Plasmas bestimmen, sondern sie erfahren auch, wie lichtdurchlässig es ist, wie die Hitze aus der Minisonne entweicht und wie das Plasma schließlich explodiert. Ein Vergleich der Meßergebnisse mit den Resultaten von aufwendigen Computerexperimenten bringt weitere Details zu Tage. So erzeugt jeder Laserpuls eine Stoßwelle im Aluminium, die das Material aufheizt und noch zusätzlich verdichtet. In der Minisonne ist also wirklich die Hölle los. Doch Andreas Saemann und seine Kollegen haben das heiße Plasma im Griff und werden ihm noch mehr Geheimnisse entreißen.
[Quelle: Max-Planck-Institut]

Ich wusste gar nicht, dass die Forschung berreits so weit ist. Diese Minisonnen dienen zwar eher Wissenschaftlichen Erkenntnissen und nicht dem Energiegewinn aber wenn es gelingt sie zu kontrollieren....
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Re: Kernfusion
« Antworten #4 am: Juni 16, 2005, 02:11:23 »

Ich glaube v.a. die Amerikaner versuchen schon länger mit Laser eine kontrollierte Kernfusion hinzukriegen. Das ist neben dem Fusionsreaktor der gängigste Weg. Ich finde die Idee pos. und neg. Aspekte zu sammeln gut. Hier meine Punkte:

Negativ:
-Es ist ungewiss ob und wann die Kernfusion gelingt und auch ökonomisch ertragreich wird
-Relativ aufwändige (und vermutlich teure) Versuche

Positiv:
-Grundlegende Erkenntnisse für die Physik
-Heute noch undenkbare Anwendungen könnten entstehen
-Besseres Verständnis der Vorgänge in den Sternen
-Technische Herausforderungen
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Standort für die internationale Fusionsanlage ITER festgelegt
« Antworten #5 am: Juni 30, 2005, 09:09:38 »

Zitat
Die Entscheidung für den Bau der internationalen Fusionstestanlage ITER (lat.: ‚der Weg‘) ist gefallen: Standort für die Forschungsanlage wird Cadarache in Südfrankreich; Japan hat sein Standortangebot Rokkasho zurückgezogen. Dies gaben nach fast zweijährigen Verhandlungen die Vertreter der Projektpartner – Europa, Japan, Russland, die USA, China und Südkorea – bei einem Treffen in Moskau am 28. Juni 2005 in einer gemeinsamen Erklärung bekannt.

[...]

Der Experimentalreaktor ITER ist der nächste große Schritt der weltweiten Fusionsforschung. Die Anlage soll zeigen, dass ein Energie lieferndes Fusionsfeuer möglich ist. ITER wurde seit 1988 in weltweiter Zusammenarbeit von europäischen, japanischen, russischen und bis 1997 auch US-amerikanischen Fusionsforschern vorbereitet. 2003 haben sich dem Projekt China und Südkorea angeschlossen; auch die USA kehrten in die Zusammenarbeit zurück. Mit einer Fusionsleistung von 500 Megawatt soll ITER erstmals ein brennendes und Energie lieferndes Plasma erzeugen. Angestrebt wird ein Energiegewinnungsfaktor von mindestens 10: das zehnfache der zur Plasmaheizung aufgewandten Energie soll als Fusionsenergie gewonnen werden. Nach einer Bauzeit von etwa zehn Jahren werden rund 600 Wissenschaftler, Ingenieure, Techniker und übrige Angestellte rund zwanzig Jahre an der Anlage arbeiten. Die Baukosten belaufen sich auf rund 4,6 Milliarden Euro, die Betriebskosten – einschließlich Rücklagen für den späteren Abbau – werden auf jährlich 265 Millionen Euro veranschlagt.

[...]

Ziel der Fusionsforschung ist es, ein Kraftwerk zu entwickeln, das – ähnlich wie die Sonne – aus der Verschmelzung von Atomkernen Energie erzeugt. Um das Fusionsfeuer zu zünden, muss der Brennstoff – ein Plasma aus den Wasserstoffsorten Deuterium und Tritium – in Magnetfeldern eingeschlossen und auf hohe Temperaturen aufgeheizt werden. Ein Gramm Brennstoff könnte 90.000 Kilowattstunden Energie freisetzen – die Verbrennungswärme von elf Tonnen Kohle.

[...]

Auf dem Weg zu einem Kraftwerk soll ITER zeigen, dass ein Energie lieferndes Fusionsfeuer möglich ist. Das Experiment soll damit die Voraussetzungen für eine Demonstrationsanlage DEMO schaffen, die alle Funktionen eines Kraftwerks erfüllt. Angesichts von je 30 Jahren Planungs-, Bau- und Betriebszeit für ITER und seinen Nachfolger DEMO könnte ein Fusionskraftwerk etwa in 50 Jahren wirtschaftlich nutzbare Energie liefern.

Quelle: Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
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