Einbahnstraße Fusionskraftwerk

[Bloody2k]

Auch wenn es zur Zeit noch pure Utopie ist ein Kraftwerk zu bauen, das mit Fusionskraft
elektrischen Strom und somit Energie erzeugt, müssen wir uns schon jetzt Gedanken über
bestehende Risiken dieser Energie machen.

Nüchtern betrachtet ist Fusionsenergie sicher. Es wird weder radioaktives Material
benötigt um Energie zu erzeugen noch wird bei der Kernfusion radioaktives Material
produziert. Des weiteren ist die Energie, welche bei der Kernfusion entsteht gewaltig
und stellt alle gegenwärtigen Technologien zur Stromerzeugung in Leistung bei weiten
in den Schatten.

Doch zwei Gedanken gehen mir einfach nicht aus den Kopf.

Im Fusionsreaktor eines Fusionskraftwerks verschmelzen zwei Wasserstoffatome zu einem
Heliumatom. Die dabei frei werdende Energie ist gewaltig.

Problem:

Woher nehmen wir aber diese Mengen an Wasserstoff?

Wir können Wasserstoff zum Beispiel durch Elektrolyse herstellen. Wir spalten einfach
Wassermoleküle auf. Dabei entsteht molekularer Wasserstoff sowie Sauerstoff. Doch dieser
Wasserstoff wird dem Kreislauf ja nicht wieder zurückgeführt. Er wird einfach zu atomaren
Helium verschmolzen. Nicht wie beispielsweise bei der Brennstoffzelle, wo wieder aus dem
Wasserstoff und Sauerstoff Wasser hergestellt wird.

Außerdem benötigt man ja auch Energie um diesen Wasserstoff herzustellen.

Fazit:

Demnach müte sich die Konzentration der Gase in der Atmosphäre verändern, die Sauerstoffkonzentration
steigt an sowie auch die Heliumkonzentration ansteigen würde.

Auch die Wassermenge auf der Erde würde sich verringern.

Ich gebe zu, dass ein Kraftwerk nicht in absehbarer Zeit auch nur im Tausendstel - Bereich
etwas an der Zusammenstetzung der Atmosphäre ändern würde, jedoch führt auch diese
Engergieerzeugung in eine Sackgasse....irgendwann...wenn vielleicht mehr als nur ein paar
Kraftwerke auf unserer lebensspendenden Erde Energie erzeugen.

Vielleicht bin ich aber auch auf`m Holzweg und dieses Problem besteht garnicht, ich würde
es mir wünschen...denn wir brauche saubere und sichere Engergie!!!

euer Bloody2k *zwinka*

 

[Swetylko]

Also soweit ich weiß, wäre die Effektivität bei solchen Fusionskraftwerken höher als bei Atomkraftwerken, sprich die benötigten Mengen an "Brennmaterial" wären im Vergleich zu allen anderen Energiegewinnungsmethoden lächerlich.

Also müßten wir uns auch keine Gedanken um Umweltverschmutzung oder die Luftzusammensetzung machen, da des bissel an Helium net wirklich viel ausmachen würde...

Kann mich aber auch täuschen, lass mich da gern von nem Fachmann berichtigen

 

[Bloody2k]

Eben ich habe wirklich keine Vorstellung wieviel Tonnen Wasserstoff so ein Kraftwerk benötigt....habe keine Vorstellung echt net*

 

[Lyle]

Es wird eigentlich nicht Wasserstoff verwendet, sondern schwerer Wasserstoff (Deuterium). Ein Wasserstoffisotop dessen Vorkommen im Vergleich zum "normalen" Wasserstoff ungefähr 1:7000 beträgt. Bei der Kernfusion wird ein Teil der Masse in Energie umgewandelt. Bei Deuterium beträgt der Massenverlust ungefähr 0,4%. Die freiwerdende Energie kann dann nach der Formel E=mc^2 berechnet werden. (Die Wärme muss dann aber nocht in verwendbare Energie umgewandelt werden, was nur mit begrenzter Effektivität funktioniert)
Hauptproblem bei der Kernfusion ist übrigens, dass diese erst bei einigen Millionen Grad Celsius abläuft, die ja auch erst mal erzeugt werden wollen.

(Keine Gewähr auf die Angaben)

 

[yoshware]

Da hat wohl jemand am Wochenende "The Saint" mit Val Kilmer gesehen.
Das Problem allgemein bei Kernfusion ist, dass wir noch zu viel Energie in ein System hineinstecken müssen, um die Fusion als Energiequelle nutzen zu können.

 

[annihilator]

deswegen wär ja kalte Fusion wie in "the saint" so praktisch. ich glaube man benötigt 200.000.000 °C um eine Deuteriumfusion zum Laufen zu bringen. Oder man hat eine so große Menge wie in der Sonne, dass einem der Tunnelefekt hilft und man schon bei 15.000.000 °C ne konstante Reaktion hinbringt (s.Alpha Centauri, gestern).
wegen dem Helium würd ich mir keine Sorgen machen, das reagiert ja mit nichts. und wir haben wirklich genügend Wasserstoff! Falls man mal eine Effizient Fusion hinbringt, bleibt sicher noch ne große Menge übrig, wenn man den Rest abzweigt um neues Deuterium zu produzieren

 

[blaXXer]

wenn wir die "kalte fusion" hinkriegen, dürfte es für uns auch kein problem sein die kraftwerke z.B. auf dem mond/mars zu errichten und die energie zur erde zu transferieren...also problem erledischt!

 

[Ehemaliger_User]

Kann man denn ein Heliumatom nicht wieder in zwei Wasserstoffatome aufspalten?

 

[Paradox]

@ evo

Klar kann man das
Man braucht aber dazu soviel energie wie man bei der Verschmelzung gewonnen hat.

 

[puerk]

hm

wen wir schon nen fusionsreaktor bauen dann könne wir ruhig die ganze kette bis hoch zum siliziumbrennen machen

man könnte auch einen reakor bauen der elementaren Wasserstoff fusioniert allerdings liegt die mittlere Zünddauer bei 14.Mrd Jahren und ich weiss nicht ob man das technisch verkürzen kann

die Fusion von Deuterium mit wasserstoff braucht zum zünden alleerdings nur 6 Sekunden

http://www.lsw.uni-heidelberg.de/users/amueller/lexdt_t.html

einfach unter thermonuklearer Fusion nachschaun

nur unter der bedingung, dass man die fusionen beschleunigt einsetzen lassen kann wäre eine sinnvolle nutzung des heliums möglich
die reaktionsfolgen stehen ja alle auf der seite

und als entprodukt hätte man eisen und das kann man sicherlich irgendwie verwenden und schädlich ist es ja nicht
oder man verwendt das eisen für die kernspaltung und erhält He das wieder fusioniert werden kann

Gamma-Quant + 56Fe -> 13 4He + 4 n

4He + 4He -> 8Be + Gamma-Quant - 0.096 MeV (endotherm!)
8Be + 4He -> 12C + 2 Gamma-Quanten + 7.4 MeV

wobei leider das Beryllium zu instabil ist
der stabile kohlenstoff hingegeb würde wieder energie produzieren

mit wesentlichen technologischen fortschritten wäre also eine fusionskette möglic in die man H oder 2H einführt und bis zum eisen verschmelzen lässt und dann das eisen in einer kettenreaktion zu helium spaltet und dieses wieder als brennstoff verwenden kann

die energieausbeute dieses kreislaufes ist natürlich wesentlich geringer als die fusion von wasserstoff zu helium allerdings wäre jede umweltgefahr dahingehend gebannt, dass es keinen abfall gibt und die atmosphäre nicht mit helium angereichert wird

ich glaube man benötigt 200.000.000 °C um eine Deuteriumfusion zum Laufen zu bringen. Oder man hat eine so große Menge wie in der Sonne, dass einem der Tunnelefekt hilft und man schon bei 15.000.000 °C ne konstante Reaktion hinbringt (s.Alpha Centauri, gestern).

du sprichst von der pp-Reaktion und die steht (noch) nicht zur debatte weil sie nicht nur 0.08 sonnenmassen zum zünden braucht sondern auch noch 14 Mrd jahre

An der zweiten Reaktion ist anstelle des einfachsten Wasserstoffisotops 1H Deuterium beteiligt. Hier liegen die Zündtemperatur wesentlich niedriger, bei nur 1 Million Kelvin. Erst bei dieser Reaktion wird Helium fusioniert.

Das Problem allgemein bei Kernfusion ist, dass wir noch zu viel Energie in ein System hineinstecken müssen, um die Fusion als Energiequelle nutzen zu können

diese energie ist allerdings mit kernspaltung ohne probleme aufzubringen wie die H Bombe gezeigt hat
bei einer wasserstoff bombe wird mehr energie frei al man reinsteckt, weil die kernfusion zündet

hat jemand infos welche genauen fusionsprozesse bei ner h bombe ablaufen?


mfg puerk

 

[Trasher]

Aus einem kg Wasserstoff kann man theoretisch glaube ich 10^15 Joule Energie gewinnen, während man bei einer normalen Oxidation (Verbrennung) lediglich 10^7 Joule erhält.

 

[MPFC]

Hallo zusammen!

Außerdem benötigt man ja auch Energie um diesen Wasserstoff herzustellen.

Im Vergleich zum Energiegewinn sind die Herstellungskosten des Brennstoffs lächerlich gering. Atomstrom ist auch günstig, obwohl das Uran erst aufwendig aufbereitet werden muss.

Hier gibt es einen Link mit weiteren Informationen rund um die Fusionsenergie: http://www.jet.efda.org/

Und hier ist noch ein faszinierendes Bild aus dem Inneren eines Fusionsreaktors: http://www.jet.efda.org/images/gallery/pages/jg99-518-1bmed_jpg.htm

Ungefährlich ist diese Technik aber auch nicht. Um das Deuteriumplasma innerhalb des Reaktors zu einer effizieneten (also gewinnbringenden) Reaktion zu kriegen sind ungeheuer starke Magnetfelder nötig, die schwer herzustellen und noch schwerer aufrechtzuerhalten sind. Kollabiert so ein Feld, reisst es den gesamten Reaktor auseinander...

 

[cham]

Ich glaube, dass es irgendwann möglich sein wird, so ein Kraftwerk zu bauen. Klar...
Um den Wasserstoff brauchen wir uns genausowenig sorgen machen. Wie oben schon gesagt.

Viel mehr Sorgen sollte man sich wegen der Antimaterie machen!!!

 

[Platibyte]

öhm
was meinst denn damit?

 

[cham]

naja...die Energie die entsteht, wenn Antimaterie auf Materie trifft ist wirklich gewaltig.
Wenige Gramm Antimaterie haben die Energie einer Hiroshimaatombombe. Bisher ist es noch sehr schwer Antimaterie herzustellen, vorallem sie zu speichern (in Magnetfeldern geht es...).
Aber sobald dies einfacher wird und manche reiche Länder dies versuchen als Waffen zu nützen, kann es auf unserer Erde ganz schön unbequem werden

 

[Platibyte]

da hab ich aber was ganz anderes gehört!
nähmlich, dass die energie die beim kontakt zwischen antimaterie und materie entsteht weder als antrieb noch als waffe einsetzbar sei, da es nähmlich nicht annähernd soviel energie freisetzt wie man angenommen hat.

aber wie gesagt.... hab ich nur gehört

 

[semball]

da hab ich aber was ganz anderes gehört!
nähmlich, dass die energie die beim kontakt zwischen antimaterie und materie entsteht weder als antrieb noch als waffe einsetzbar sei, da es nähmlich nicht annähernd soviel energie freisetzt wie man angenommen hat.

aber wie gesagt.... hab ich nur gehört

So etwas habe ich, falls meine Erinnerung nicht schon von der heutigen Gosmoß geblendet ist, auch mal in der ZEIT gelesen...

gruss semball

 

[cham]

ich hab gelesen, dass diese Energie heute noch unbrauchbar ist, da man sie nicht kontrollieren kann. Man will sie daher nicht für Waffen und Energiegewinnung nutzen, da zu gefährlich und auch nicht direkt möglich.

 

[Doomgiver]

Also von wegen Fusion ist so sauber. Die Neutronenstrahlung ist gewalltig und beschädigt die Plasmakanäle. Einmal in Betrieb zersetzen die Neutronen förmlich die Innenwandschutzplatten. Nach dem runterfahren des Reaktors müßten diese gewechselt werden. Allerdings sicher nich von Menschenhand(Neutronenstrahlung und lebendes Gewebe). Auf Grund der Bauart und Geometrie haben es auch Roboter schwer da äußertst präzise gearbeitet werden müßte.
Kein altbekannter Brennstoffmüll dafür strahlende Reaktorteile.
Aber die könnte man ja auch sammeln und in die Sonne schießen

Was allerdings war ist das es so etwas wie Fallout nicht geben kann in Hinblick auf den Supergau.
Die Reaktion ist nicht selbstlaufend sondern muß erhalten werden.
Sobald das MAgnetfeld zusammenbricht gibts vielleicht einen großen Knall und der Reaktor ist futsch, aber nur im unmittelbaren Umkreis wirds gefährlich.
Außerdem befindet sich immer nur Brennstoff(Helium) für einige Sekunden im Plasmakanal so daß bei Unterbindung der Zufuhr der Reaktor ohne weiteres gestoppt werden kann.
Auch die 200.000.000 Grad im Plasmazentrum sind lächerlich wenn man die Wärme auf den Reaktor gleichmässig verteilt.
Wie es ja bekannt sein dürfte sieht das Ganze bei Kernkraft ganz anders aus hier steckt Energie für Monate drin...und wird denn plötzlich frei.

Aber da hat man heute auch schon gute Schutzmechanismen so das ich der Meinung bin ein modernes sicheres Kernkraftwerk ist gesünder als tausende Quadratkilometer Solarzellen herzustellen, ich sage nur schaut euch den Produktionsaufwand(Umweltgifte) an.
Oder gar immer weiter Steinkohle zu verfeuern, 1000 Tonnen werden in einem Kraftwerk stündlich verheizt.



Wens interessiert sollte mal unter Wendelstein 7-X schauen, die Deutschen sind zumindest in der Sparte mitführend.

Fazit ist jedenfalls das der Traum vom Minifusionsgenerator wohl Utopie bleibt, der Aufbau ist einfach zu Komplex für eine Massenanwendung, Allein die Auslegung der MAgnetspulen verschlingt hunderte von Millionen...
Das könnten sich nicht mal die Amis auf Ihren Flugzeugträgern leisten.
Aber vielleicht gibts ja mal ein kluges Köpfchen der es um einiges vereinfacht! Den bekanntlich hat ja immer das einfache Erfolg!!

 

[Bloody2k]

wegen dem Helium würd ich mir keine Sorgen machen, das reagiert ja mit nichts. und wir haben wirklich genügend Wasserstoff!

Sorry Annhilator, aber ich finde diese Denkweise etwas Kurzsichtig.

Helium ist ein Edelgas und reagiert wirklich mit sogut wie nichts, aber genau darum ging es ja in meiner Fragestellung. Es führt in eine Einbahnstraße. Die Erde würde dann immer Wasserärmer werden und immer Helimreicher.

Leider können wir Helium nicht trinken und Fische können ebenfalls nicht darin schwimmen...außerdem gibt es schon jetzt viele Regionen auf der Erde an denen Menschen mit erheblichen Mangel an Wasser leben müssen.