Meilenstein in der Energieforschung!

Mehrere Millionen Grad heißes Plasma im Reaktor erzeugt!

Am vergangenem Donnerstag ist in Greifswald gigantisches gelungen! Die Kernforschungsanlage „Wendelstein 7-X“ verzeichnete einen Meilenstein in
der Energie-Forschung. Die Forscher des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik haben in einer Vakuumkammer 10 Milligram Helium für rund eine zehntel Sekunde auf eine Temperatur von rund Million Grad Celsius gebracht! Dadurch ist ein extrem heißes und dichtes Helium-Plasma entstanden. Mit diesem Plasma könnte man in Zukunft auf der Erde eine kleine „künstliche Sonne“ betreiben! Bei diesen hohen Temperaturen kommt zu einer Kernfusion. Zwei Atomkerne verschmelzen hier zu einem neuen Kern. Auf der Sonne da draußen im All passiert das die ganze Zeit bei 15 Millionen Grad Celsius. Und dabei wird sehr viel Energie freigesetzt. Wir bemerken das an den Strahlen der Sonne. Und Genau wie ihr großes Pendant im All, könnte eine künstlich geschaffene Kernfusion gewaltige Mengen an Energie frei setzen. Allerdings herrscht auf der Sonne auch ein Druck von 200 Milliarden bar, zum Vergleich: auf uns lastet im Schnitt ein Druck von einem bar. Deswegen muss die Temperatur für eine irdische Kernfusion höher sein: 100 Millionen Grad Celsius müssen es sein. Und am vergangenem Donnerstag, konnten die Forscher aber nahezu unmögliches möglich machen. Sie erzeugten in dem ringfömigen Reaktor ein Plasma! Das entsteht, wenn sich die Elektronen unter der Hitze aus ihren Schalen lösen und zu Ionen werden. Dieses Plasma ist der erste Schritt zu einer Kernfusion.

Gigantische Anlage

In der Forschungsanlage „Wendelstein 7-X“ wurde innerhalb von neun Jahren eine riesige Apparatur aufgebaut. Der Kostenpunkt der Anlage liegt bei ca. eine Milliarde Euro und sie wiegt stolze 750 Tonnen! Hier sehen wir, wie der Reaktor aufgebaut wird. Und was genau gehört denn zu einer solchen Anlage dazu? Wie wird eine solche Temperatur erzeugt? In der „Wendelstein 7-X“ Anlage heizen sogenannte Mikrowellenheizungen die Heliumatome. Millionen Grad heiße Teilchen kann man verständlicher Weise nicht mit einfachen Materialien an Ort und Stelle halten. Dazu wird um die 16 Meter im Durchmesser große Röhre ein Magnetfeld erschaffen. Und die Spulen, mit denen das Magnetfeld kreiert wird, hier sehen wir übrigens den Aufbau, müssen stark runter gekühlt werden, fast bis zum absoluten Nullpunkt, minus 270 Grad Celsius. Mit Hilfe des Feldes wird das erhitzte Element, hier waren es die 10 Milligram Helium festgehalten. Die Teilchen rotieren dann in dem Ring der Anlage. Durch den Aufprall der Teilchen soll es dann zur Kernfusion kommen.

Energiegewinnung

Um tatsächlich Energie hier auf der Erde gewinnen zu können, müsste es den Forschern auch noch gelingen einige ungewollte Effekte abzuschaffen. Es können sich zum Beispiel Teilchen von den Wänden des Ringes lösen und das Plasma verunreinigen. Wenn das gelingt ist die Energiegewinnung ein Problem von gestern. Das klingt jetzt alles nach weit entfernter Zukunftsmusik, Forscher sehen das aber in nicht all zu weiter Ferne. Der Direktor des IPP Thomas Klinger beschreibt den erlangten Erfolg so: „Mit Helium ist der Plasmazustand leichter zu erreichen. Außerdem können wir mit Helium-Plasmen die Oberfläche des Plasmagefäßes reinigen.“ ZITAT ENDE. Wie weit sind wir also von einer tatsächlichen Kernfusion entfernt? Klinger nennt den Stand der Dinge ZITAT „Die Erzeugung des Helium-Plasmas ist unsere Generalprobe“ ZITAT ENDE. Und tatsächlich, schon in einem Monat sollen die ersten Wasserstoffatome HIER auf der Erde fusioniert werden! Für die Stromgewinnung im großen Stil wäre der Reaktor in Greifswald zwar zu klein, aber zur Forschung würde er sich durchaus eignen. Gelingt es den Wissenschaftlern im Januar Wasserstoffatome zu fusionieren, könnte schon bald folgendes möglich sein: EIN EINZIGES Gramm, das bei der Fusion freigesetzt wird, könnte Forschern zur Folge 90.000 Kilowattstunden Energie liefern! Über 10 Tonnen Kohle müsste man dafür in Kohlekraftwerken verheizen. Klingt vielversprechend!

Vorteile der Kernfusion?

Vielversprechend klingen auch die anderen Vorteile der Kernfusionsreaktoren gegenüber den Kohlekraftwerken oder den Kernspaltungsreaktoren. Eine Kernfusion ist wesentlich ungefährlicher als eine Kernspaltung. Es wird zwar auch radioaktives Material erzeugt, aber bei weitem nicht so viel wie bei der Kernspaltung. Außerdem hat der Müll eine kurze Halbwertszeit und ist nach rund zwölf Jahren ungefährlich. Es kann auch keine „unaufhaltsame“ Kettenreaktion ausgelöst werden, die in einem Super-GAU enden könnte. Es entsteht jedoch Neutronstrahlung, die muss mit Hilfe dicker Betonwände abgeschirmt werden. Klarer Vorteil gegenüber der Kohleverbrennung ist natürlich der Effizienzgrad der Anlage, aber auch der CO2-Ausstoß.Nahezu einziges Problem bei den Kernfusionsreaktoren: Der Kostenpunkt, wir erinnern uns allein die Baukosten dieses Reaktors. Ist Kernfusion also DIE Zukunft der Atomenergie? Wird es bald möglich sein, Kernfusion wirtschaftlich zu nutzen?

Quellen:
http://www.ipp.mpg.de/
http://www.ipp.mpg.de/ippcms/de/pr/forschung/w7x/index
http://www.spiegel.de/wissenschaft/technik/wendelstein-7-x-fusionsanlage-erzeugt-erstes-plasma-a-1067167.html
http://www.welt.de/wissenschaft/article149820291/Erstes-Experiment-von-Wendelstein-7-X-geglueckt.html
http://www.zeit.de/wissen/2015-12/greifswald-wendelstein-7-x-kernfusion-plasma
http://www.sueddeutsche.de/wissen/stellarator-in-greifswald-kernfusionsanlage-wendelstein-x-ahmt-die-sonne-nach-1.2777366

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