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Energiegewinnung der Zukunft

Neues Kapitel der Fusionsforschung
Sonnenfeuer auf verschlungenen Bahnen

Am Donnerstag hat in Greifswald der Fusionsforschungsreaktor Wendelstein 7-X den Testbetrieb aufgenommen. An ihm wird sich zeigen, ob das Stellarator-Konzept eine Zukunft hat.
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Eigenwilliges Design

In Greifswald im deutschen Bundesland Mecklenburg-Vorpommern hat am Donnerstag die erste Betriebsphase für Wendelstein 7-X begonnen. Der Fusionsreaktor, dessen Bau neun Jahre gedauert und 370 Millionen Euro gekostet hat, unterscheidet sich von seinem Design her drastisch von den bisherigen Forschungsreaktoren.
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Bei Fusionsreaktoren zirkuliert ein rund 100 Millionen Grad Celsius heisses Plasma in einer Vakuumkammer. Da bei solchen Temperaturen kein Kontakt mit den Wänden auftreten darf, halten verdrillte Magnetfelder das Plasma gefangen. Bei Reaktoren vom Tokamak-Typ (dazu gehört beispielsweise der Experimentalreaktor Iter, der gegenwärtig in Frankreich gebaut wird) wird das Magnetfeld von supraleitenden Magnetspulen erzeugt und durch einen im Plasma fliessenden Strom verdreht. Bei Reaktoren vom Stellarator-Typ wird das verdrillte Magnetfeld hingegen ausschliesslich von Magnetspulen erzeugt.
Wendelstein 7-X besitzt 70 zum Teil sehr komplex geformte Magnetspulen, die das heisse Plasma auf genau berechneten, verschlungenen Bahnen durch die torusförmige Kammer leiten. «Die Kalkulationen hierzu haben Supercomputer teilweise über Monate beschäftigt», sagt Thomas Klinger vom Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, der das Projekt leitet.

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Das supraleitende Magnetsystem von Wendelstein 7-X besteht aus 20 flachen (braun) und 50 speziell geformten Spulen. Das resultierende Magnetfeld soll das heisse Plasma von den Wänden fernhalten. (Bild: IPP)

Erste Tests der Magnetfelder haben bereits ergeben, dass die gewünschten Feldstärken und vor allem die verdrehte Form der Magnetfelder erreicht werden. Die Plasmaphysiker sind mit den Leistungen der Ingenieure sehr zufrieden. Doch sie wissen: Jetzt liegt es an ihnen, die Anlage mit ihren vielseitigen Möglichkeiten zu nutzen, um das Stellarator-Konzept eingehend zu prüfen und zu optimieren....

Für ihre Experimente werden die Forscher zunächst das Edelgas Helium verwenden. Anfang nächsten Jahres soll das Helium dann durch Wasserstoff ersetzt werden. Energie wird die Fusionsanlage allerdings auch damit nicht erzeugen. Denn die Verschmelzung von Atomkernen ist (noch) nicht das Ziel der Experimente. Es soll vielmehr demonstriert werden, dass das heisse Plasma über Zeiträume von 30 Minuten zuverlässig eingeschlossen werden kann. Deshalb wird bewusst darauf verzichtet, Wendelstein 7-X mit einem fusionsfähigen Deuterium-Tritium-Gemisch zu betreiben.

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Neues Kapitel der Fusionsforschung: Sonnenfeuer auf verschlungenen Bahnen - NZZ Physik und Chemie
 
Für ihre Experimente werden die Forscher zunächst das Edelgas Helium verwenden. Anfang nächsten Jahres soll das Helium dann durch Wasserstoff ersetzt werden. Energie wird die Fusionsanlage allerdings auch damit nicht erzeugen. Denn die Verschmelzung von Atomkernen ist (noch) nicht das Ziel der Experimente. Es soll vielmehr demonstriert werden, dass das heisse Plasma über Zeiträume von 30 Minuten zuverlässig eingeschlossen werden kann. Deshalb wird bewusst darauf verzichtet, Wendelstein 7-X mit einem fusionsfähigen Deuterium-Tritium-Gemisch zu betreiben.
ok, das war mir bis jetzt irgendwie entgangen
 
Kernfusionsanlage erzeugte erstes Wasserstoffplasma

3. Februar 2016, 17:38

Greifswalder Projekt untersucht die Kraftwerkstauglichkeit von Kernfusion – Experimente in neue Phase eingetreten

Greifswald – In der deutschen Kernfusions-Forschungsanlage "Wendelstein 7-X" in Greifswald ist das erste Wasserstoff-Plasma erzeugt worden. Für die Forscher am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) begann damit der wissenschaftliche Experimentierbetrieb. Kanzlerin Angela Merkel, selbst Physikerin, legte am Mittwoch persönlich den Schalter um.


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foto: ap/bernd wuestneck
Die deutsche Bundeskanzlerin vor dem entscheidenden Knopfdruck – als Physikerin ganz in ihrem Element.

Ein kurzzeitiges helles Leuchten auf den Monitoren, von Kameras aus dem Inneren der Fusionsanlage übertragen, signalisierte den Mitarbeitern und Gästen aus anderen Forschungseinrichtungen den Erfolg. Wie einer der IPP-Direktoren, Robert Wolf, erläuterte, war für etwa eine halbe Sekunde bei einer Temperatur von mehreren Millionen Grad aus Wasserstoff Plasma geworden. "Wir simulieren schon in weiten Teilen den Kraftwerksbetrieb", sagte er. Bis 2020 sollen die Entladungen schrittweise bis auf 30 Minuten verlängert werden.

Schrittweise voran

Das rund eine Milliarde Euro teure Greifswalder Kernfusionsexperiment "Wendelstein 7-X" ist laut IPP die weltgrößte Fusionsanlage vom Typ Stellarator. Energie wird mit "Wendelstein 7-X" nicht gewonnen werden, dazu wäre die Anlage mit 16 Metern Durchmesser und fünf Metern Höhe auch zu klein. Nach Angaben des IPP wird es noch mehrere Jahrzehnte dauern, bis die Kernfusion den Menschen Energie liefern kann.

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Kernfusionsanlage erzeugte erstes Wasserstoffplasma - Technik - derStandard.at ? Wissenschaft


PS: Das Bild von Angie musste ich mir mal geben, sie kommt immer ein wenig zu kurz...:emir:
 
[h=1]Fusionsreaktor Iter
Iter wird später fertig und noch teurer[/h]Ein Jahrzehnt Verspätung: Das erstes Plasma soll es erst 2025 geben. Generaldirektor Bigot kündigt weitere vier Milliarden Euro Mehrkosten an.


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Der Forschungsreaktor Iter, an dem die Stromerzeugung mittels Kernfusion erforscht werden soll, wird später fertig und kostet mehr. Iter-Chef Bernard Bigot, der den Job vor einem Jahr übernommen hatte, sagte der französischen Tageszeitung „Les Echos“, das erste Plasma werde nicht vor 2025 erzeugt werden. Die Kernfusion werde frühestens 2035 beginnen. Damit ist der ursprüngliche Zeitplan um mehr als ein Jahrzehnt überschritten, heißt es in einer Mitteilung von Reuters. Allerdings gab es letzter Zeit einige Hinweise, dass es zu massiven Verzögerungen kommen wird. Das erste Plasma war da für 2023 bis 2025 erwartet worden.


Neu sind die Mehrkosten von vier Milliarden Euro, die Bigot erwähnt und die die Gesamtkosten auf knapp 20 Milliarden Euro treiben. Wie die Finanzierung gelingen soll, ist unklar. Europa (und damit auch Deutschland) hat seinen Anteil auf 6,6 Milliarden Euro fixiert. Den Rest müssen die Partner USA, China, Indien, Japan, Russland und Südkorea aufbringen. Einen detaillierten Zeit- und Kostenplan soll der Iter-Rat im Juni beschließen.

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Fusionsreaktor Iter: Iter wird später fertig und noch teurer - Wissen - Tagesspiegel


Langsam bezweifele ich, dass Ding jemals fertig wird...
 
Momentan ist es einfach frustrierend das der Durchbruch im Bereich Energieerzeugumg ausgeblieben ist. Man ist immer noch gleich weit wie vor 100 Jahren, man kommt nicht weg vom Fossilen Brennstoffe.

AKW hat keine Zukunft, zu gefährlich und ineffizient, Wind und Sonnenenergie sind beschränkt.

Es Dauert noch min. 25 Jahre bis zum Durchbruch oder länger :coffeee:
 
Dieses ITER ist ein riesiger Geldschlund. Generell wird Kernfusion wohl in absehbarer Zeit nicht funktionieren. Solche extremen Temperaturen sind nun mal kaum beherrschbar. Mal sehen, was Lockheed Martin erreicht mit ihrem kompakten Fusionsreaktor. Dieser kostet zumindest nicht etliche Milliarden und Jahrzehnte an Bauzeit. Ob ihr Konzept funktioniert werden wir bald wissen, und es wird nicht Milliarden gekostet haben.
 
30 Jahre nach Atomkatastrophe
Tschernobyl wird eingesargt


Der havarierte Atomreaktor in Tschernobyl bekommt eine neue Schutzhülle. Sie soll einen Betonsarkophag ergänzen, der nach der Kernschmelze 1986 eilig errichtet wurde und brüchig ist. Der Mantel soll in einem spektakulären Manöver ab heute 250 Meter weit über den Meiler geschoben werden. Das dauert bis Ende des Monats.


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Die Schutzhülle soll langsam über den havarierten Atommeiler geschoben werden. (picture alliance / dpa / Sputnik)​
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Das französische Konsortium, das die Bauarbeiten leitet, garantiert, dass der neue Schutzmantel mindestens 100 Jahre halten wird. Er erfüllt zwei Zwecke: Zum einen verhindert er, dass Radioaktivität in die Atmosphäre gelangen kann. Der alte Sarkophag aus Beton, der vor 30 Jahren eiligst über den Unglücksreaktor gelegt wurde, ist brüchig.

Neuer Sarkophag kostet 2,1 Milliarden Euro

Zum anderen ist die neue Stahlkonstruktion innen mit Spezialkränen ausgestattet. Sie sollen es möglich machen, den Reaktor zu öffnen und ihn nach und nach zu dekontaminieren. Im Reaktor liegen noch rund 200 Tonnen hochradioaktives Uran. Ebenfalls auf dem ehemaligen AKW-Gelände entsteht derzeit ein Zwischenlager für Atommüll.

Insgesamt kosten der neue Sarkophag und ihn begleitenden Maßnahmen in Tschernobyl 2,1 Milliarden Euro. Der Großteil der Mittel kommt von den G7-Staaten, auch Russland hat sich beteiligt. Ursprünglich war die Ukraine von einem Drittel der Summe ausgegangen.
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30 Jahre nach Atomkatastrophe - Tschernobyl wird eingesargt
 
12. Dezember 2016, 18:56 Uhr Energie
Forscher testen Unterwasser-Betonkugeln als Stromspeicher


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Die riesigen Betonkugeln sollen unter Wasser überschüssigen Strom speichern.
(Foto: Fraunhofer IWES | Energiesystemtechnik)

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Was sich wie eine Vision von Jules Verne anhört, könnte in Zukunft dazu beitragen, das schwankende Stromangebot aus erneuerbaren Energien auszugleichen. Bisher können Überschüsse kaum gespeichert werden, was immer wieder dazu führt, dass das Netz den Strom nicht mehr abtransportieren kann. Die Betonkugeln würden ähnlich funktionieren wie ein Pumpspeicherkraftwerk, in dem Wasser erst emporgepumpt wird und beim Herabfließen Strom erzeugt. Anstelle eines Gefälles nutzen die Ingenieure den Wasserdruck: Zuerst wird Meerwasser aus der hohlen Kugel herausgepumpt. Wird Energie benötigt, strömt es durch eine Turbine zurück und erzeugt über einen Generator Strom, der per Kabelverbindung ans Festland fließt.

Eine Kugel könnte vier Stunden lang die volle Leistung eines Offshore-Windrads aufnehmen

Die Idee geht zurück auf Horst Schmidt-Böcking von der Universität Frankfurt und Gerhard Luther von der Universität Saarbrücken. Der Modellversuch der Fraunhofer-Forscher wurde vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert. Nach dem Test im Bodensee sind sie zuversichtlich: "Wir können bereits sicher sagen, dass sich mit dem Konzept Energie speichern lässt", erklärt IWES-Projektleiter Matthias Puchta.
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Optimal wäre eine Wassertiefe von 600 bis 800 Metern, da erst dann die Technik wirtschaftlich ist: Je tiefer, desto höher der Wasserdruck, desto größer auch die Speicherkapazität. Jenseits der 800-Meter-Grenze wiederum halten weder konventionelle Turbinen noch normaler Beton dem hohen Druck stand. Nach ersten Berechnungen können in 700 Metern Tiefe ungefähr 20 Megawattstunden Strom erzeugt werden. Damit könnte eine Kugel vier Stunden lang so viel Energie aufnehmen, wie ein Offshore-Windrad bei maximaler Leistung produziert. Zur Wartung könnte man womöglich die komplette Technik in einer Röhre unterbringen, die ein Unterwasserroboter bei Bedarf herausnehmen würde.
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Welchen Wirkungsgrad man so erreichen könnte, ist zwar noch unklar. Der Energieverlust soll jedoch durch einen Wärmetauscher reduziert werden, der die bei der Kompression entstehende Wärme nutzt. Nach Angaben von Hydrostor kann die Anlage rund 330 Haushalte mit Strom versorgen; dabei soll sie weniger als die Hälfte einer vergleichbaren Großbatterie kosten.

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Das Konzept ist vor allem für Offshore-Windanlagen gedacht - so könnten große Mengen überschüssigen Stroms am Meeresgrund gespeichert werden.
(Foto: Fraunhofer IWES | Energiesystemtechnik)

Energiespeicher: Betonkugel speichert Strom im Bodensee - Wissen - Süddeutsche.de


 
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