Zukünftige Fusionsreaktionen in Tokamaks könnten viel mehr Energie erzeugen als bisher angenommen, dank bahnbrechender neuer Forschung, die feststellt, dass das Grundgesetz für solche Reaktoren falsch ist. Kernfusion kann mehr!
Eine Studie von Physikern am Swiss Plasma Center der École Fédérale Polytechnique de Lausanne (EFPL) ergab, dass die maximale Dichte von Wasserstoffbrennstoff etwa doppelt so hoch ist wie die Greenwald-Grenze, eine Schätzung, die aus Experimenten vor mehr als 30 Jahren gewonnen wurde.
Die Entdeckung, dass Fusionsreaktoren tatsächlich bei Wasserstoffplasmadichten betrieben werden können, die weit über der Greenwald-Grenze liegen, für die sie ausgelegt sind, wird den Betrieb des massiven ITER-Tokamaks, der sich in Südfrankreich im Bau befindet, beeinflussen und die Entwürfe der ITER-Nachfolger namens Demonstration stark beeinflussen Kraftwerk ((DEMO) Thermonuclear Demonstration Power Plant), berichtete der Physiker Paolo Ricci vom Swiss Plasma Center.
Ricci ist einer der Leiter des Forschungsprojekts, das theoretische Arbeiten mit den Ergebnissen von rund einem Jahr Experimenten an drei verschiedenen thermonuklearen Reaktoren in ganz Europa kombiniert – dem Tokamak à Configuration Variable (TCV) der EPFL und dem Joint European Torus (JET) in Culham in Großbritannien und Tokamak mit der Modernisierung eines axialsymmetrischen Divertors (ASDEX) am nach ihm benannten Institut für Plasmaphysik Max Planck in Garching in Deutschland.
Donutförmige Tokamaks sind eine der vielversprechendsten Fusionsreaktorkonstruktionen, die zur Stromerzeugung für das Netz verwendet werden könnten. Wissenschaftler arbeiten seit mehr als 50 Jahren daran, die kontrollierte Fusion Realität werden zu lassen. Im Gegensatz zur Kernspaltung, die Energie durch die Spaltung großer Atomkerne erzeugt, kann die Kernfusion durch die Verschmelzung sehr kleiner Kerne noch mehr Energie erzeugen.
Der Fusionsprozess erzeugt weit weniger radioaktiven Abfall als Kernenergie, und der neutronenreiche Wasserstoff, der als Brennstoff verwendet wird, ist relativ einfach zu beschaffen. Derselbe Prozess treibt Sterne wie die Sonne an, daher wurde kontrollierte Fusion mit einem "Stern in einem Glas" verglichen, aber da die sehr hohen Drücke im Herzen eines Sterns auf der Erde nicht möglich sind, erfordern Fusionsreaktionen hier höhere Temperaturen als auf der Erde Die Sonne.
Die Temperatur in einem TCV-Tokamak kann beispielsweise über 120 Millionen °C betragen – fast das Zehnfache der Temperatur des thermonuklearen Kerns der Sonne, die etwa 10 Millionen °C beträgt.
Mehrere Projekte im Bereich der Fusionsenergie befinden sich derzeit in der kritischen Phase, und einige Forscher glauben, dass der erste Tokamak, der Strom für das Netz erzeugt, bis 2030 in Betrieb gehen könnte. Mehr als 30 Regierungen auf der ganzen Welt finanzieren auch den ITER-Tokamak, der 2025 sein erstes experimentelles Plasma produzieren soll. ITER ist jedoch nicht darauf ausgelegt, Strom zu erzeugen. Aber ITER-basierte Tokamaks, die als DEMO-Reaktoren bezeichnet werden, befinden sich bereits in der Entwicklung und könnten bis 2051 betriebsbereit sein.
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