Fusionsenergie ist die großtechnische Nutzung der thermonuklearen Kernfusion zur Stromerzeugung. Die Aussicht auf eine praktisch unerschöpfliche[1] Energiequelle ohne das Risiko katastrophaler Störfälle[2] und ohne die Notwendigkeit der Endlagerung langlebiger radioaktiver Abfälle[3] ist die Motivation für langfristige, internationale Forschungsaktivitäten.
Das zurzeit aufwendigste und teuerste Projekt ist der internationale Forschungsreaktor ITER. Der Betriebsbeginn in dieser Versuchsanlage, die seit 2007 in Südfrankreich errichtet wird, ist für Mitte der 2020er-Jahre geplant.[4] Die entscheidenden Experimente mit dem Brennstoffanteil Tritium, die nachweisen sollen, dass mit diesem Konzept mehr Nutzenergie gewonnen werden kann, als zugleich an Energiezufuhr benötigt wird, sollen Mitte der 2030er-Jahre beginnen.[5]
Der nächste Schritt könnte das Projekt DEMO sein, mit dem gezeigt werden soll, dass großtechnische Stromerzeugung durch Kernfusion prinzipiell möglich ist und eine genügend große Menge Tritium im Kraftwerk selbst erzeugt werden kann.[6] Falls diese Forschungsarbeiten erfolgreich verlaufen sollten, könnten Anlagen in wirtschaftlicher Größe mit einer elektrischen Leistung von 1000 bis 1500 MW[7] nach heutigem Kenntnisstand ab Mitte des 21. Jahrhunderts errichtet werden.[8][9]
Neben der hier diskutierten Fusion mittels magnetischen Einschlusses ist die Trägheitsfusion – kurzzeitiges Fusionsbrennen mittels hoher, gepulster Energiezufuhr – ein alternatives Konzept der Nutzung von Fusionsenergie.
Weitere Informationen: Wikipedia - Fusionsenergie
Energiequellen: Fusionsenergie
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#1 Energiequellen: Fusionsenergie
Dokumentationen, Vorträge, Artikel usw. zum Thema Energiequellen: Fusionsenergie.
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Alfred Pennyworth, The Dark Knight (2008)
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#2 Energie der Zukunft: Forscher stehen wohl an der Schwelle der Kernfusionszündung
A G E N D A 2 1Energie der Zukunft: Forscher stehen wohl an der Schwelle der Kernfusionszündung (2021-08-18)
Die teure Forschung an Kernfusionsreaktoren wird seit jeher kritisiert. Nun wollen Forscher an einem US-Labor einen wichtigen Schritt gemacht haben auf dem Weg zu einer emissionsfreien Energie.
Unsere Sonne ist ein gigantisches Kraftwerk. Unter dem Druck der Schwerkraft zieht sie ihre Energie bei rund 15 Millionen Grad Celsius aus der Verschmelzung von Wasserstoff zu Helium. Zwar strahlt der Stern nicht unendlich – laut Prognosen ist der Treibstoff in einigen Milliarden Jahren aufgebraucht. Aber die Energie, die unsere Sonne bis dahin produziert, ist enorm.
Gelänge es, das Sternenkraftwerk auf der Erde nachzuahmen, könnte man mit dieser Technik nahezu emissionsfreien Strom erzeugen. Gerade im Kampf gegen den Klimawandel klingt eine solche Form der Energiegewinnung verlockend. Forscher verfolgen dieses Ziel an experimentellen Fusionsreaktoren schon lange. Doch die Fortschritte bei solchen Experimenten bleiben bisher in einem überschaubaren Rahmen – vor allem im Verhältnis zu den Kosten, die solche Anlagen produzieren.
Forscher vom Lawrence Livermore National Laboratory nahe San Francisco sind dem Ziel der Zündung des Fusionsprozesses nun so nah wie nie zuvor gekommen. Am National Ignition Facility (NIF) konzentrieren sich die Wissenschaftler vor allem darauf, die sogenannte Trägheitsfusion in Gang zu setzen. Das Prinzip kommt bei der Wasserstoffbombe in größerem Maßstab zum Einsatz, könnte aber auch kontrolliert Energie abgeben. Am NIF arbeiten die Forscher mit dem stärksten Laser der Welt, verteilt auf 192 Strahllinien, die auf eine winzige Kapsel mit Deuterium und Tritium gerichtet sind.
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Alfred Pennyworth, The Dark Knight (2008)
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#3 Energie der Zukunft: Her mit den Innovationen
A G E N D A 2 1Energie der Zukunft: Her mit den Innovationen (2021-08-22)
Eine Kolumne von Christian Stöcker
Diese Woche gab es gleich zwei gute Nachrichten zum Thema Kernfusion. Rettet uns jetzt also doch technische Innovation vor der Klimakatastrophe? Vielleicht – aber nicht so, wie Politiker sich das vorstellen.
Am 8. August 2021 wurden in der National Ignition Facility der US-Forschungseinrichtung Lawrence Livermore National Laboratory Laserstrahlen mit gigantischer Energie auf ein winziges Kügelchen aus den Wasserstoffisotopen abgefeuert. Das Resultat war, so sieht es das Team dort selbst, »ein historischer Schritt« in der Forschung zum Thema Kernfusion. Deuterium und Tritium verschmolzen zu Helium und setzten dabei eine ungeheure Menge Energie frei – wenn auch noch nicht genug.
In einem winzigen Bruchteil einer Sekunde entstanden mehr als zehn Billiarden Watt Fusionsenergie – das entspräche etwa einem Zehntel aller Sonnenenergie, die zu jedem beliebigen Zeitpunkt die Erdoberfläche erreicht.
Sogar skeptische Forscher reagierten optimistisch
Die experimentelle Kernfusionsanlage produzierte so aber immer noch weniger Energie, als dafür investiert werden musste: Die Vernichtung des Kügelchens setzte dem Team zufolge etwa 70 Prozent der Energie frei, die vorher in Form von Laserlicht darauf abgefeuert worden war: 1,9 Megajoule wurden hineingesteckt, 1,3 Megajoule kamen heraus.
Und doch gilt das als spektakulärer Erfolg auf dem Weg zu einer möglichen Zukunft, in der die Menschheit mit der Kraft, die die Sonne selbst am Brennen hält, saubere Energie erzeugen könnte: Bislang hatte die gleiche Anlage gerade mal drei statt jetzt 70 Prozent geschafft. Sogar bislang skeptische Forscher äußerten sich beeindruckt und optimistisch.
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Alfred Pennyworth, The Dark Knight (2008)
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