BM Schavan schlägt vor, daß der Fusionsreaktor ITER kleiner gebaut werden soll

[Cordess]

Auch eine Überarbeitung des Reaktordesigns könne erforderlich werden, so Schavan. Das könnte zum Beispiel bedeuten, dass das Projekt deutlich kleiner ausfallen muss als derzeit geplant.

Forschungsprojekt "Iter": Geplanter Riesen-Reaktor steht auf der Kippe - SPIEGEL ONLINE - Nachrichten - Wissenschaft


Weiß die Bundesministerin etwa nicht, daß es eine Vorraussetzung ist, daß ein Kernfusionsreaktor dringend groß gebaut werden muß, damit er überhaupt wie geplant funktionieren kann und mehr Energie ausspuckt, als man reinsteckt?


Wenn die jetzt ITER kleiner bauen und ITER dann genau deswegen nicht wie geplant funktioniert, dann müßten sie einen weiteren Fusionsreaktor bauen der dann letzten endes doch größer sein müßte, als ein verkleinerter ITER.
Aus diesem Grund ist es wichtig, daß man ITER in der Größe baut, in der er auch ursprünglich geplant war.
Zwar ist es logisch, daß bei ITER bei der Größe Sicherheiten eingeplant wurden, er also wirklich größer geplant ist als möglicherweise theoretisch notwendig ist, aber das ist ein Sicherheitsfaktor damit die Fusion auch wirklich gelingen kann.
Reduziert man diese Größe, dann reduziert man auch den Sicherheitsfaktor und am Ende funktioniert die Fusion möglicherweise dann gar nicht mehr wie geplant, weil dann dieser Sicherheitsfaktor für die Größe nicht mehr ausreicht bzw, zu eng/klein gewählt wurde.

[Astrofan80]

Darüber habe ich mich auch schon aufgeregt. Es ist nun mal Grundlagenforschung und auf lange Sicht besser als regenerative Enerigiequellen, die zum Teil auch nicht gerade umweltfreundlich sind. Aber eigentlich ist es ja auch kein Wunder bei unserer Bundesregierung, die die Laufzeitverlängerungen für AKW's favorisiert und jeden Euro für die Euro-Rettung benötigt.

Dabei sind 15 Mrd. Euro Kosten für die Mitgliedsstaaten doch Peanuts wenn man bedenkt, wieviel Mrd. T€uros für diverse andere Projekte und Rettungsschirme fließen.

P.S. ist der Thread im Wissenschaft + Technik Unterforum nicht viel besser aufgehoben?

[Cordess]

Darüber habe ich mich auch schon aufgeregt. Es ist nun mal Grundlagenforschung und auf lange Sicht besser als regenerative Enerigiequellen, die zum Teil auch nicht gerade umweltfreundlich sind. Aber eigentlich ist es ja auch kein Wunder bei unserer Bundesregierung, die die Laufzeitverlängerungen für AKW's favorisiert und jeden Euro für die Euro-Rettung benötigt.

AKWs haben nichts mit Kernfusionsreaktoren zu tun, erstere basieren auf der Kernspaltung, also ein völlig anderes Thema.
Das sind zwei völlig verschiedene Themen die man hier trennen sollte.

Hier geht es nur um Kernfusion und nicht um Kernspaltung bzw. AKW Laufzeitverlängerungen.

P.S. ist der Thread im Wissenschaft + Technik Unterforum nicht viel besser aufgehoben?

Nein, denn das Thema ITER kleiner zu bauen bzw. am Geld zu knausern ist ja politisch motiviert und keine technische Fragestellung.
Paßt hier also besser rein, deswegen habe ich es auch hier gepostet.

[Astrofan80]

AKWs haben nichts mit Kernfusionsreaktoren zu tun, erstere basieren auf der Kernspaltung, also ein völlig anderes Thema.
Das sind zwei völlig verschiedene Themen die man hier trennen sollte.

Ist mir bekannt. Zumal man bei der Kernfusion erstmal eine Menge Energie reinstecken muss, bevor irgendwas passiert.

[Halman]

Forschungsprojekt "Iter": Geplanter Riesen-Reaktor steht auf der Kippe - SPIEGEL ONLINE - Nachrichten - Wissenschaft

Aus diesem Link habe ich mal einige Passagen zitiert und kommentiert

Kurz vor dem Treffen der EU-Forschungsminister verschärfte sie ihre Kritik daran, dass Berlin statt der ursprünglich vereinbarten 540 Millionen Euro nun mehr als eine Milliarde überweisen soll.

Wenn es um solche Beträge geht, entsteht natürlich massiver Druck. Kurzfristig bringt die Fusionsforschung uns keine Vorteile, wie aus diesem Zitat deutlich wird

Im größten, dem Reaktor, sollen ab dem Jahr 2026 die Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium kontrolliert zu Helium verschmelzen - und im Kraftwerksmaßstab Energie liefern.

Die Laufzeitverlängerung von AKWs scheint für die CDU eine greifbarere und zweckmäßigere Alternative zur Fusionsforschung zu sein. Daher denke ich, dass der Einwurf von Astrofan80 diesbezüglich auch gerechfertigt ist, jedenfalls, wenn man das Thema gesellschaftlich-politisch und nicht technisch-wissenschaftlich behandelt.

Jedoch weiß Günther Hasinger, Chef des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik, ganz klar auf den zukünftigen Nutzen der Fusionsforschung hin

"Die Kernfusion ist eine Option, die wir dringend verfolgen müssen", .... "Wir haben noch keinen Königsweg, mit dem wir den Strombedarf der Welt am Ende des 21. Jahrhunderts decken können, der dann etwa sechsmal so groß sein wird wie heute."

Doch wenn das Geld aufgrund der Griechenlandkrise knapp wird, verliert man schnell den Glauben an Visionen, wie der Fusionsenergie. Das klingt für viele vielleicht zusehr nach Science Ficition.
Daher setzt man wohl lieber auf "bewährte" Konzepte. Außerdem setzte man m.E. in er Politik immer lieber auf greifbare Dinge, die eine Auswirkung auf die Gegenwart haben.
Einstein sagte mal:

Gleichungen sind wichtiger für mich, weil die Politik für die Gegenwart ist, aber eine Gleichung etwas für die Ewigkeit.

Diese Haltung wird meiner Meinung nach auch aus folgener Passage aus dem Link deutlich:

Aus dem Forschungsministerium heißt es, die Bundesregierung stehe weiter zur Fusionsforschung - um sich für die Energieversorgung möglichst viele Optionen offenzuhalten. "Das gilt aber nicht um jeden Preis", warnt Ministerin Schavan. In Berlin fordert man deswegen ein neues Finanzierungskonzept für den Reaktor. Diese Vorlage soll von der EU-Kommission kommen. Auch eine Überarbeitung des Reaktordesigns könne erforderlich werden, so Schavan. Das könnte zum Beispiel bedeuten, dass das Projekt deutlich kleiner ausfallen muss als derzeit geplant.

Wer glaubt in den Politikerkreisen eigentlich noch an einen realen Nutzen aus der Fusionsforschung? Gibt es da vielleicht Zweifel und setzt deswegen lieber auf "greifbarere" Energieerzeugung, wie z.B. Solar- und Windenergie?

[Andrycha]

Mit den Politiker von Heute wird es nie was, entweder passiert ein großes Umdenken, oder es passiert gar nichts. Dann doch lieber die Milliarden an die Banken abgeben, da sind die Sicherer ...

[Halman]

Mit den Politiker von Heute wird es nie was, entweder passiert ein großes Umdenken, oder es passiert gar nichts. Dann doch lieber die Milliarden an die Banken abgeben, da sind die Sicherer ...

Ja, natürlich, denn auch Politker wissen: Geld bringt man zur Bank.

Aber früher oder später werden sowohl die fossielen Brennstoffe wie auch das Uran knapp, so dass man gewungen sein wird auf Alternativen zurückzugreifen. Gleichzeitig steigt der Weltenergiebedarf, dass dürfte der Fusionsenergie in der nächsten Generation ein ernsteres Interesse abgewinnen.

[Cordess]

Ja, natürlich, denn auch Politker wissen: Geld bringt man zur Bank.

Aber früher oder später werden sowohl die fossielen Brennstoffe wie auch das Uran knapp, so dass man gewungen sein wird auf Alternativen zurückzugreifen. Gleichzeitig steigt der Weltenergiebedarf, dass dürfte der Fusionsenergie in der nächsten Generation ein ernsteres Interesse abgewinnen.

Die Gefahr die ich hier sehe liegt darin, daß die regenerativen Energien schneller die Energieversorgung sicherstellen können, als die Fusionsvorschung vorankommt, zumindest wenn sich ITER noch weiter nach hinten verschiebt.

Ich selbst habe ja grundsätzlich absolut gar nichts gegen eine Deckung der Energieversorgung durch regenerative Energien, ich befürworte das sogar, aber die Fusionsforschung ist auch eine wichtige Grundlagenforschung die allein deswegen schon erforscht gehört, weil man sie eventuell mal später für die Weltraumfahrt gut gebrauchen könnte, denn ab der Marsumlaufbahn ist die Energieversorgung durch Photovoltaik & Co zu schwach, ab da geht es nur noch mit Nuklearenergie voran.

Die eigentliche Gefahr ist also, daß für die Fusionsenergie kein Bedarf mehr besteht wenn die regenerativen Energieformen erstmal gesiegt haben und dann die Grundlagenforschung bei der Fusionsenergie nicht mehr bis zum Erfolg beendet wird, weil dann unsere kurzfristig denkenden Politiker meinen könnten, daß das nicht mehr notwenig ist und man ja Geld sparen müsse.

Tja und dann kommt irgendwann die Rechnung, wenn wir die Fusionsenergie dringend brauchen, aber nichts oder nicht ausreichend genug daran geforscht haben und sie uns somit zu diesem Zeitpunkt noch nicht zur Verfügung steht oder uns, da es nunmal auch Grundlagenforschung ist, eine wichtige Erfindung entgangen ist die erst entdeckt werden kann, nachdem man funktionierende Fusionskraftwerke hat.


Da wir hier ein Science Fiction Forum sind, zur Veranschaulichung,
man stelle sich Star Trek vor, in denen die Menschheit keinen Warpantrieb entwickelt hätte und dann berücksichtige man, was die Menschheit dann alles im Star Trek Universum verpaßt hätte.

[Bynaus]

ITER ist eine Sackgasse, vielleicht sogar die grösste Geldvernichtungsmaschine in der Grundlagenforschung überhaupt.

Zunächst einmal, wer glaubt, ITER würde "saubere" Energie ermöglichen, irrt sich. Die Fusion, zu der ITER schliesslich (irgendwann, in ein paar Jahrzehnten) führen soll, ist die D-T-Fusion, die Neutronen freisetzt - diese Neutronen sind sogar nötig, um 1) das Tritium zu erbrüten, 2) das Wasser zu verdampfen, mit dem die Dampfturbine betrieben und Strom produziert wird. Das Bombardieren mit Neutronen war noch nie eine gute Idee, wenn man "saubere" Energie erzeugen will...

Dann, ITER ist eine absolute Experimentalmaschine - selbst wenn sie gebaut ist und funktioniert wie erwünscht, ist es noch immer ein extrem weiter Weg bis zum kommerziellen Reaktor.

The Oil Drum: Europe | The Future of Nuclear Energy: Facts and Fiction - Part IV: Energy from Breeder Reactors and from Fusion?

In diesem sehr langen, aber sehr interessanten Text über verschiedene heutige und künftige Reaktortypen werden die vier grössten Probleme der Tokamak-basierten Fusion konkret angesprochen (hier eine Zusammenfassung von mir):

1) ITER ist sehr weit von einem kommerziellen Reaktor entfernt. Jetzt, da er verkleinert wurde, umso mehr. Ursprünglich hiess es, ITER werde 1.5 GW (kommerzieller Reaktor: mindestens 3 GW) thermale Energie liefern, ein Q (Energieproduktion/Energieverbrauch) von 10-15 haben und dies für rund 10000 Sekunden liefern können. Jetzt soll er nur noch 0.6 GW (für 400 s bei Q=10) liefern. Auch beim Tritium-Verbrauch sieht man, wo man steht: der ITER-Vorgänger, JET, hat in einem Fusionspuls etwa 3 Mikrogramm Tritium fusioniert. ITER sollte mit 0.035 g etwa 10000 mal mehr fusionieren (!), aber das ist immer noch ein sehr weiter Weg zu den rund 55 kg, die ein kommerzieller Reaktor im Jahr verbrauchen würde. Dazu kommt noch, dass die Verbrennungseffizienz (Tritium fusioniert / total Tritium im Reaktor) des Tritiums in JET und ITER sehr schlecht ist: in beiden Fällen etwa 1:1 Mio. Jetzt kann jeder selbst ausrechnen, was das für 55 kg fusioniertes Tritium im Jahr bedeutet, wenn man dieses Verhältnis nicht deutlich höher hinbekommt...

2) Das Material, das den Reaktor umgibt, wird in der kommerziellen Version einem 10-20 mal höheren Neutronenflux ausgesetzt sein als bei einem heutigen AKW. Es muss extrem dünn sein, um möglichst wenige Neutronen zu verlieren, aber doch dick genug, dass es auch nach Jahren intensivsten Neutronenbombardements nicht schlapp macht. Es gibt heute kein bekanntes Material, das diese Voraussetzungen erfüllt.

3) Tritium ist sehr radioaktiv (deutlich stärker als etwa Uran!), und man wird die Arbeiter im Kraftwerk stärker schützen müssen als in einem AKW heute. Dazu ist es, chemisch gesehen, Wasserstoff, das heisst, es muss sehr vorsichtig damit umgegangen werden. Weiter stellt es ein nicht zu vernachlässigendes Proliferationsrisiko dar, da es in Wasserstoffbomben Verwendung findet.

4) Eines der grössten Probleme überhaupt ist, dass man nicht zu viele Neutronen verlieren darf, damit man das für den Reaktorbetrieb nötige Tritium aus dem den Reaktor umgebenden Lithium-Mantel erbrüten kann (ansonsten braucht man alleine dafür einen spezialisierten Brüter-Reaktor in einem externen AKW, womit die ganze Sache irgendwie keinen grossen Sinn mehr machen würde, Anm. von mir). Wenn das nicht klappt, kann man das ganze Konzept in die Tonne treten. Dieser Lithium-Mantel muss dabei mindestens einen Meter dick sein. Nicht zu vergessen, dass Lithium in metallischer Form ein chemisch hochreaktives Material ist (schon mal gesehen, wie sein grosser Bruder Natrium in metallischer Form mit, sagen wir, Wasser reagiert?), das zudem mit dem Tritium chemisch reagiert. (Prinzipiell wäre dann auch ein offener Reaktorbrand a la Tschernobyl möglich, bei dem eine Menge LiT in die Umwelt kommt, bloss dass Tritium nochmals deutlich radioaktiver als Cäsium ist) Doch das Hauptproblem ist, überhaupt genügend Tritium zu erbrüten, um das ganze am Laufen zu halten. Dazu schreibt er dann auch: "A self-sustained tritium fusion chain appears to be not simply problematic but absolutely impossible." Man schätzt, dass wenn die letzten Reaktoren, die heute noch Tritium herstellen, schliessen, die Welt über etwa 25 kg Tritium verfügen wird. Bis ein erster funktionsfähiger Reaktor bereitsteht, wird diese Menge (wegen der kurzen Halbwertszeit von nur 12.5 Jahren) zu 7 kg zerfallen sein - vergleiche mit den 55 kg, die pro Jahr für den Betrieb auch nur eines einzigen Reaktors nötig sind.

Man fragt sich: was soll der Aufwand? Wir sollten alternative Ansätze verfolgen, und selbst wenn die alle scheitern, haben wir immer noch unsere herkömmlichen AKWs. Besser noch, diese sollten endlich weiter entwickelt werden, damit sie noch sicherer und rohstoffeffizienter werden.

[Cordess]

Auf den ersten Blick klingt das alles niederschmetternd, aber man darf ITER und die Tritium+Deuterium Fusion nicht als Grundlage für an das Stromnetz angeschlossene zukünftige Fusionskraftwerke auf Tritium+Deuterium Basis betrachten, daß tun nur kurzfristig denkende Politiker, sondern lediglich als Grundlagenforschung und kleiner Schritt zur Deuterium+Helium³ Fusion und dann darauf aufbauende Kraftwerke.

Tatsache ist nämlich leider, daß es bei der Kernfusion noch mehr als genug ungelöste Probleme gibt und man weiß ja nichtmal ob man eine Fusion dauerhaft mit positivem Energieoutput betreiben kann.
Das muß also alles noch in der Grundlagenforschung erforscht werden und die Tritium+Deuterium Fusion hat hier den großen Vorteil, daß Tritium im Vergleich zu Helium³ leicht verfügbar und nichtmal annähernd so teuer ist.

Damit kann man also viele wichtige Dinge erstmal preisgünstig versuchen zu lösen und erst später, wenn diese Dinge dann gelöst sind, dann kann man sich auf die Helium³ Fusion konzentrieren.
Diese braucht nämlich auch deutlich höhere Temperaturen und ist damit, neben dem Brennstoff Helium ³ selbst also auch noch teurer.
Warum sollte man also Grundlagenforschung mit so teuren Ausgangsmaterialen machen, das ergibt keinen Sinn. Von daher ist es sinnvoller sich erstmal auf die Tritium+Deuteriumfusion zu konzentrieren und erstmal zu schauen, wie weit man da überhaupt kommt.
Dort sind nämlich die Fusionstemperaturen deutlich niedriger und der Treibstoff günstiger.

Lediglich das angesprochene Problem mit den Neutronen bleibt, was es bei der Helium³ Fusion nicht gibt.



Zum Thema Tritium, seiner radioaktivität und Tschernobyl.
Selbst wenn ein Kernfusionsreaktor bersten würde und alles Material an der mit Lithium und Tritium bestückten Wandseite in die Umwelt freigesetzt wird,
dann ist es im Gegensatz zu Tschernobyl nur eine vorübergehende radioaktive Verseuchung, denn Tritum hat wie bereits angesprochen eine deutlich niedrigere Halbwertszeit, d.h. nach wenigen Jahrzehnten kann man das Gebiet wieder besiedeln, bei Tschernobyl dürfte das Jahrtausende länger dauern.
Mal ganz davon abgesehen, daß sich das leichte Gas Tritium sehr schnell verflüchtigen dürfte und falls es sich mit Sauerstoff zu Wasser verbindet und als solches verteilt, dürfte es sich sehr schnell in der gesamten Welt verbreiten, wodurch die Konzentration sinkt und das Tritium keine bedeutende Rolle mehr spielt.
Die tritiumbasierten Wassertropfen regnen dann über dem Atlantik nieder
und sinken dann aufgrund der höheren Masse auf den Meeresgrund.
Tschernobyl war da also viel schlimmer, man denke nur an das Strontium 90 und Cäsium 137, daß bei Aufnahme in den Körper sich dauerhaft in den Knochen einlagert.
Genau das passiert bei tritiumbasiertem Wasser nicht, hier ist die Inhalation in den Körper nicht von Dauer sondern nur vorübergehend und kann durch eine gesteigerte Wasseraufnahme von sauberem Wasser und einer Bluttransfusion bzw. dem Austausch von diesem sogar auch beschleunigt werden.

[Bynaus]

Auf den ersten Blick klingt das alles niederschmetternd, aber man darf ITER und die Tritium+Deuterium Fusion nicht als Grundlage für an das Stromnetz angeschlossene zukünftige Fusionskraftwerke auf Tritium+Deuterium Basis betrachten

Genau das wird aber gemacht. Wie oft liest man: wenn ITER funktioniert, dann haben wir unendlich viel saubere Energie zur Verfügung. Das ist kompletter Quatsch. Wenn ITER funktioniert, wissen wir etwas mehr über Fusionsplasmen, sind von einem kommerziellen Reaktor - insbesondere wegen des immer noch ungelösten Tritium-Brüter-Problems, das von ITER nicht einmal gestreift wird - noch fast gleich weit entfernt wie zuvor. Ob das die zig Milliarden wert ist, sei dahingestellt.

Deuterium+Helium³ Fusion

Die ist in einem Tokamak leider praktisch unmöglich. Darüber hinaus ist sie nicht ganz neutronenfrei, das heisst, der Reaktor wird wegen der D-D-Seitenreaktion (D+D => He3+n) ebenfalls verstrahlt. Immerhin kann man hier die Energie direkt aus dem magnetischen Abfangen der freiwerdenden Protonen gewinnen.

Da schneiden alternative Ansätze, insbesondere die Polywell-Fusion nach R. Bussard viel besser ab, und es gibt auf diesem Gebiet bemerkenswerte Fortschritte. Der grosse Vorteil ist, dass die Polywell-Fusoren mit der Grösse sehr viel schneller an Effizienz zulegen als ein Tokamak, so dass sogar die fast komplett aneutronische pB11-Fusion (Proton + Beryllium-11 => 3 He4) möglich wird.

die Tritium+Deuterium Fusion hat hier den großen Vorteil, daß Tritium im Vergleich zu Helium³ leicht verfügbar und nichtmal annähernd so teuer ist

Wie erwähnt, ist Tritium weder billig (ca 30 Mio Dollar pro kg) noch leicht verfügbar, wie gezeigt. Es kommt nicht natürlich vor, muss also erbrütet werden, entweder in einem AKW oder dann eben in dem hypothetischen Wunder-Lithium-Blanket. Dabei muss man bedenken, dass ein künftiges Fusionskraftwerk mehr als nur das benötigte Tritium erbrüten muss, ansonsten kann man gar keine weiteren Fusionskraftwerke bauen.

Warum sollte man also Grundlagenforschung mit so teuren Ausgangsmaterialen machen, das ergibt keinen Sinn. Von daher ist es sinnvoller sich erstmal auf die Tritium+Deuteriumfusion zu konzentrieren und erstmal zu schauen, wie weit man da überhaupt kommt.

Bei so hohen Kosten für so wenig Ertrag muss die Frage erlaubt sein, ob man nicht doch auf einem Holzweg ist. Weiter in Tokamaks zu investieren, weil man zwar den nächsten Schritt (Fusionsplasma) in Reichweite sieht, und obwohl man schon heute weiss, dass der übernächste Schritt (Lithium-Blanket) unmöglich ist, ist Unsinn. Solchen Unsinn darf man vielleicht mit ein paar Millionen an Forschungsgeldern vergolden, aber sicher nicht mit 10 Milliarden+.

dann ist es im Gegensatz zu Tschernobyl nur eine vorübergehende radioaktive Verseuchung, denn Tritum hat wie bereits angesprochen eine deutlich niedrigere Halbwertszeit, d.h. nach wenigen Jahrzehnten kann man das Gebiet wieder besiedeln, bei Tschernobyl dürfte das Jahrtausende länger dauern.

Unsinn. Cäsium-137, das Isotop, das die Hauptlast der radioaktiven Belastung bei Tschernobyl trägt, hat (wie Strontium-90, das nächstwichtige) eine Halbwertszeit von 30 Jahren.

Die kürzere Halbwertszeit von Tritium führt aber zu einer höheren Strahlenbelastung.

Es ist aber schon richtig, dass vom freigesetzten Tritium vieles mit dem Luftsauerstoff reagieren würde. Ein Teil könnte aber auch mit dem Lithium reagieren und zunächst als Feststoff zu Boden fallen. Was man auch Bedenken muss, ist, dass wenn der Lithium-Blanket brennt, dann bröselt natürlich auch das Schalenmaterial des Reaktors - dieses ist stark verstrahlt und und würde (je nach dem, woraus es gefertigt ist, das nötige Zaubermaterial gibt es ja gar noch nicht) möglicherweise ebenfalls langlebige Isotope freisetzen.

Die tritiumbasierten Wassertropfen regnen dann über dem Atlantik nieder und sinken dann aufgrund der höheren Masse auf den Meeresgrund.

Das tun sie nicht, dafür sind andere Kräfte zu stark - oder liegt alles Deuterium der Ozeane am Meeresgrund?

[Cordess]

Genau das wird aber gemacht.

Ich weiß, leider ist das so.

Meine Hoffnung basiert ja darauf, daß bis dahin dann die regenerativen Energien günstig und verbeitet genug sind, so daß man gar keine Fusionskraftwerke benötigt, die Grundlagen dafür aber dennoch entwickelt wurden, so daß die Helium³ Fusion nur noch ein kleiner Schritt bei einem etwaigen Bedarf z.B. im Weltraum wären.

Die ist in einem Tokamak leider praktisch unmöglich.

Weshalb?
Gut, der Tokamak gewinnt ja dadurch die Energie, daß durch den Neutronenschuß die Seitenwände mit Wasser gekühlt werden müssen und dieses dann irgendwo einen Generator antreibt.
Aber der Magneteinschluß des Plasmas würde ja funktionieren und man müßte sich dann nur noch wegen der Energieübertragung wegen den Protonen Gedanken machen.

Da schneiden alternative Ansätze, insbesondere die Polywell-Fusion nach R. Bussard viel besser ab, und es gibt auf diesem Gebiet bemerkenswerte Fortschritte.

Interessant, das hört sich toll an.
Die letzten Infos die ich hatte, besagten, daß es hieß, das das nicht funktionieren würde.

Auf Google Video hat dazu AFAIK mal auch ein Wissenschaftler einen Vortrag gehalten.

Wie erwähnt, ist Tritium weder billig (ca 30 Mio Dollar pro kg) noch leicht verfügbar, wie gezeigt.

Nunja, der Vergleich bezieht sich ja auf Helium ³.
Helium ³ kommt auf der Erde selten vor und es gibt AFAIK noch keine großtechnische Anlagen um das zu trennen, weswegen Helium ³ in reiner Form sehr rar ist und höchstpreise auf dem Markt erzielt.

Tritium ist allein desshalb relativ leicht verfügbar, weil es halt in den AKWs erbrütet wird. Für die Grundlagenforschung reicht das.
Für die zivile Nutzbarkeitmachung der Kernfusion wären Brut AKWs natürlich keine Lösung.

Es kommt nicht natürlich vor, muss also erbrütet werden, entweder in einem AKW

Ja, natürlich. Aber noch gibt es genug AKWs die ja genau das machen.

Dabei muss man bedenken, dass ein künftiges Fusionskraftwerk mehr als nur das benötigte Tritium erbrüten muss, ansonsten kann man gar keine weiteren Fusionskraftwerke bauen.

Richtig, aber mir geht es hier ja um Tritium für die Grundlagenforschung, also genügend Mengen für ITER und die stehen halt preisgünstig zur Verfügung, verglichen mit Helium ³ für einen ITER ähnlichen Ersatzreaktor (jetzt mal davon ausgehend, daß das mit Tokamakreaktoren gehen würde).

Bei so hohen Kosten für so wenig Ertrag muss die Frage erlaubt sein, ob man nicht doch auf einem Holzweg ist.

Nunja, bei Grundlagenforschung ist das so eine Sache, ob es sich lohnt sieht man meist erst am Ende oder eben gar nicht.

Weiter in Tokamaks zu investieren, weil man zwar den nächsten Schritt (Fusionsplasma) in Reichweite sieht, und obwohl man schon heute weiss, dass der übernächste Schritt (Lithium-Blanket) unmöglich ist, ist Unsinn. Solchen Unsinn darf man vielleicht mit ein paar Millionen an Forschungsgeldern vergolden, aber sicher nicht mit 10 Milliarden+.

Gut, daß Helium ³ in einem Tokamak nicht funktionieren würde, wußte ich noch nicht. Nur weiß ich noch nicht wieso genau.

Unsinn. Cäsium-137, das Isotop, das die Hauptlast der radioaktiven Belastung bei Tschernobyl trägt, hat (wie Strontium-90, das nächstwichtige) eine Halbwertszeit von 30 Jahren.

Cäsium und Strontium sind aber nicht die einzigsten radioaktiven Isotope die da freigesetzt wurden.
Da kommt der ganze Rattenschwanz der Uranzerfallskette noch dazu und das sind dann schon tausende bis Millionen von Jahren.

Beim Bezug auf Strontium und Cäsium ging es mir nur um die unmittelbare Wirkung.
Und bei Menschen genügt es halt, wenn die das einmal inhalieren und das Zeug im Knochen eingelagert wird.

Die kürzere Halbwertszeit von Tritium führt aber zu einer höheren Strahlenbelastung.

Richtig, solange die Belastung ansich aber noch in einem erträglichen Rahmen bleibt, bestehen noch gute Chancen für den Menschen da er das Tritium ja auch wieder schnell los wird.
Bei Strontium ist das leider dann Dauerhaft im Körper und da können dann auch geringere Strahlenbelastungen sehr gefährlich werden.

Es ist aber schon richtig, dass vom freigesetzten Tritium vieles mit dem Luftsauerstoff reagieren würde. Ein Teil könnte aber auch mit dem Lithium reagieren und zunächst als Feststoff zu Boden fallen. Was man auch Bedenken muss, ist, dass wenn der Lithium-Blanket brennt, dann bröselt natürlich auch das Schalenmaterial des Reaktors - dieses ist stark verstrahlt und und würde (je nach dem, woraus es gefertigt ist, das nötige Zaubermaterial gibt es ja gar noch nicht) möglicherweise ebenfalls langlebige Isotope freisetzen.

Ja, da hast du natürlich recht. Das ist denkbar.

Das tun sie nicht, dafür sind andere Kräfte zu stark - oder liegt alles Deuterium der Ozeane am Meeresgrund?

Ich würde mal vermuten das die Konzentration von Deuterium am Meeresgrund höher ist, als an der Oberfläche.
Man müßte es natürlich mal nachmessen.

[Valdorian]

Zitat von Bynaus
Da schneiden alternative Ansätze, insbesondere die Polywell-Fusion nach R. Bussard viel besser ab, und es gibt auf diesem Gebiet bemerkenswerte Fortschritte. Der grosse Vorteil ist, dass die Polywell-Fusoren mit der Grösse sehr viel schneller an Effizienz zulegen als ein Tokamak, so dass sogar die fast komplett aneutronische pB11-Fusion (Proton + Beryllium-11 => 3 He4) möglich wird.

Also ich kenne mich der der Thematik und den physikalischen Grundlagen nicht wirklich aus, also verzeih mir meine vielleicht etwas dumme Frage, aber ist das nicht fast zu schön um wahr zu sein? Nach dem, was ich auf deinem Blog gelesen habe, klingt das umgefähr so, als wäre Nebel noch umgefähr eine handbreit davon entfernt, eine spottbillige und unerschöpfliche Energiequelle zu erschließen, während die dummen Europäer sich aus irgendeinem unerfindlichen Grund in den dummen Iter verannt haben. Wie gesagt, ich kenne mich mit der Thematik nicht aus, aber das klingt eigentlich ein bischen zu einfach.

[Bynaus]

Weshalb?

Weil die Fusion von D-T schon extrem schwierig ist - wie man ja sieht. Noch immer hat man keine selbsterhaltende Fusion erreicht, trotz unzähligen Milliarden, die in diese Projekte geflossen sind. Die Magnetfelder, die nötig wären, um eine D-He3-Fusion zu erzeugen, können noch nicht mal erzeugt werden. Mehr dazu im Video unten.

Die letzten Infos die ich hatte, besagten, daß es hieß, das das nicht funktionieren würde.

Ich weiss nicht, woher du diese Infos hattest. Bisher hat da alles geklappt, das Problem war eine Zeit lang die Finanzierung, doch diese ist jetzt - durch die US Navy, vermutlich - gesichert.

Auf Google Video hat dazu AFAIK mal auch ein Wissenschaftler einen Vortrag gehalten.

Du meinst dieses hier? Das ist Robert Bussard selbst. Dort zeigt er nicht nur, warum Tokamaks nie richtig funktionieren werden, sondern auch, warum der Polywell-Fusor der bessere Ansatz ist. Zur Erinnerung, das ist Prof. Robert Bussard von den Bussard-Kollektoren, ein Experimentalphysiker mit Leib und Seele, kein Crackpot...

Should Google Go Nuclear? Clean, cheap, nuclear power (no, really)

Helium ³ kommt auf der Erde selten vor und es gibt AFAIK noch keine großtechnische Anlagen um das zu trennen, weswegen Helium ³ in reiner Form sehr rar ist und höchstpreise auf dem Markt erzielt.

Nun, es ist natürlich auch teuer weil es keine Anwendungen spezifisch für He-3 gibt, oder nur sehr wenige. Wie immer in diesem Fall ist die Produktion teuer (kommt aber durchaus vor: die Eichgasflaschen in unserem Edelgaslabor sind um den Faktor ~100000 an He3 angereichert). Aber He3 ist auf der Erde an sich nicht so selten, wie immer behauptet wird: jedes Millionste He-Atom ist He3 (im Mondregolith ist es etwa jedes 10000ste). Helium selbst kommt im Erdgas vor, mit bis zu 7% Konzentration. Pro Jahr werden etwa 170 Mio Kubikmeter Helium erzeugt, das wären also rund 170 Kubikmeter He3. Nicht gerade viel, wenn man denkt, dass ein Mol davon 2g wiegt und bei Standardtemperatur/druck 22.4 l einnimmt - das wären also total rund 15 kg. Nicht gerade beeindruckend, allerdings.

Nunja, bei Grundlagenforschung ist das so eine Sache, ob es sich lohnt sieht man meist erst am Ende oder eben gar nicht.

Das stimmt natürlich - trotzdem heisst das nicht, dass jegliche Grundlagenforschung damit finanziert werden muss. In diesem Fall ist es sicher das Versprechen der "sauberen Kernenergie", das die Dollars, Euros, Yen und Rubel sprudeln lässt. Aber dieses Versprechen ist eben übertrieben und fehlgeleitet.

Cäsium und Strontium sind aber nicht die einzigsten radioaktiven Isotope die da freigesetzt wurden.

Schon. Bloss tragen sie mit Abstand die Hauptlast. Der Rest ist absolut vernachlässigbar. Siehe:

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/20/Airdosechernobyl2.png

Die radioaktive Belastung ist schon heute nur noch 10-100 mal so gross wie der natürliche Hintergrund, und halbiert sich weiter alle 30 Jahre - eben weil Cäsium mit grossem Abstand die Strahlung dominiert. Also nichts da von Tausenden und Millionen von Jahren...

Bei Strontium ist das leider dann Dauerhaft im Körper und da können dann auch geringere Strahlenbelastungen sehr gefährlich werden.

Es wird eingelagert. Aber Krebs bekommt deswegen niemand. "Sehr gefährlich" ist deshalb total übertrieben. Aber das ist bei Tschernobyl ohnehin die Regel - und ein anderes Thema.

Ich würde mal vermuten das die Konzentration von Deuterium am Meeresgrund höher ist, als an der Oberfläche.
Man müßte es natürlich mal nachmessen.

Sie ist ein ganz klein wenig höher, aber nicht, weil das Deuterium absinken würde, sondern weil es weniger leicht verdampft und so bevorzugt im Meer zurück bleibt. Die Flüsse der Erde sind also an Deuterium ganz schwach abgereichert. Da es beim Tiefenwasser am längsten her ist, seit es in Kontakt mit Flusswasser stand, ist es an Deuterium ein wenig abgereichert.


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EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Bynaus schrieb nach 9 Minuten und 24 Sekunden:

Also ich kenne mich der der Thematik und den physikalischen Grundlagen nicht wirklich aus, also verzeih mir meine vielleicht etwas dumme Frage, aber ist das nicht fast zu schön um wahr zu sein? Nach dem, was ich auf deinem Blog gelesen habe, klingt das umgefähr so, als wäre Nebel noch umgefähr eine handbreit davon entfernt, eine spottbillige und unerschöpfliche Energiequelle zu erschließen, während die dummen Europäer sich aus irgendeinem unerfindlichen Grund in den dummen Iter verannt haben. Wie gesagt, ich kenne mich mit der Thematik nicht aus, aber das klingt eigentlich ein bischen zu einfach.

Ganz so ist es natürlich nicht.

Zunächst mal, es sind ja nicht nur die dummen Europäer, sondern auch Amerikaner, Südkoreaner, Russen und Japaner...

Dann, nein, wir wissen natürlich nicht, ob die Polywell-Fusion wirklich funktionieren wird. Das hängt davon ab, ob die Geräte in der Realität so skalierbar sind, wie in der Theorie. Bisher deutet alles darauf hin, ja. Aber das muss nicht so bleiben. Es ist auch möglich, dass sich plötzlich andere technische Probleme auftun, die man heute noch nicht kennt.

Die sogenannten Farnsworth-Hirsch-Fusoren, entfernte Vorfahren des Polywell, waren einst die Hoffnung der Fusionsforschung. Doch dann konnte gezeigt werden, dass diese Reaktoren, obwohl sie Fusion betreiben und einfach zu bauen sind, niemals mehr Energie produzieren können als sie konsumieren (wegen der sogenannten Bremsstrahlung, sowie der Erosion der Hochspannungselemente). Beide Hauptprobleme dabei wurden jedoch von Bussard mit einem neuen Ansatz (Einschluss eines negativ geladenen Elektronenkerns per Magnetfeldern, der die zu fusionierenden Ionen anzieht - statt Heizung einer Ionenwolke mit mittels Hochspannung angezogenen Elektronen) umgangen, und bisher haben sich seine theoretischen Überlegungen in Experimenten bestätigt. Fusoren haben aber leider immer noch den Ruf, niemals fähig zur Fusion zu sein...

Siehe auch hier (neben dem Google Video): Emc2 Fusion Development Corporation

[Cordess]

Du meinst dieses hier?

Ja, genau das, wie ich hier in diesem versunkenen alten Thread vor nem Jahr schon beschrieb:

http://www.scifi-forum.de/off-topic/off-topic-allgemein/technik-wissenschaft/53635-polywell-fusionsreaktor.html