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Kernfusion

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by

Matthias Machold

on 26 March 2014

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Transcript of Kernfusion

Auf der Erde
Trägheitsfusion
3,5 MeV
14 MeV
²H
³H
n
⁴He
Als Feststoff in Hohlkörper
Beschuss durch Laser
->Druck durch Verdampfen
-> Plasma
Fusionen innerhalb kurzer Zeit
Thermische Fusion
Allgemein
Verschmelzung von zwei Atomkernen zu einem dadurch dass sie sich sehr nahe kommen
hohe Aktivierungsenergie
endotherm oder exotherm
Kettenreaktion sehr unwahrscheinlich
Sonne
Vor...
... und Nachteile
günstige Ausgangsstoffe
-> "unverbrauchbar"
Relativ umweltfreundlich
Günstig
Unabhängigkeit von Öl / Ölstaaten
Restrisiko eines Reaktorunfalls
Zum Waffenbau verwendbar
Enorme Forschungskosten
Elektrisch
Einschuss
Mikrowellen
Kompression
Kern
200 Milliarden bar
15 Millionen °C
Plasma
99% der Fusionen
Aktivierung
Hoher Druck
Hohe Temperaturen
Coulombbarriere
10^(-15)m Starke Wechselwirkung
Tunneleffekt
Proton-Proton-Reaktion
Wasserstoff zu Helium

Energie = 26,72 MeV
2*10^38 Fusionen pro Sekunde
mehr als 4 Mio Tonnen Masse
pro Sekunde
nach der Entstehung:
73% Wasserstoff
25% Helium
heute:
35% Wasserstoff
63% Helium
Proton-Proton-Reaktion im Plasma
Benötigter Druck nicht hervorrufbar
Höhere Temperaturen möglich
Fusion von Deuterium + Tritium
geringerer Druck, 100 Millionen °C
Teilchenbeschleuniger
mehr Energie aufgewendet als freigesetzt
wenige Fusionen
kein "Kraftwerk"-Betrieb
Magnetfeld
Tokamak
Verdrillung durch Stromfluss im Plasma
Von Magnetfeldern induziert
Kein Dauerstrom
Pulsierend(15min)
Stellarator
Verdrillung durch Spulen außerhalb
Kompliziert in der Herrstellung
Erst seit großen Rechenkapazitäten
Vorteil: Dauerbetrieb möglich
Plasma nicht in materielle Gefäße einschließbar
Torusförmiges Magnetfeld
Verdrillung des Magnetfeldes
Innen stärker -> Drift nach außen
Gewinnung der Stoffe
Deuterium
mehr als ausreichend, 33g in 1t
Tritium
Natürlich sehr selten
Halbwertszeit von 12 Jahren
"Erbrüten" im äußeren Teil des Reaktors
Erbrüten
Neutronen -> Kinetische Energie -> Wärme -> Dampfkreislauf -> Strom
Temperatur bleibt erhalten
Deuterium-Tritium-Gasgemisch zu Plasma aufgeheizt
Überschüssige Neutronen im Äußeren
Reagieren mit Lithium
Gewinn von Tritium
Nutzenergie +25%
1 Neutron pro 1 Tritiumverbrauch
Verluste
Neutronenvermehrung mit Beryllium
Momentane Situation
Mehr Energie zugeführt als zurückgewonnen
Temperatur, Dichte und Einschlusszeit
unerwartete Phänomene und Hürden
nicht vor 2040-2050
Danke für eure Aufmerksamkeit
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