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Wendelstein 7-X: Letzte Naht an Kernfusionsreaktor geschlossen

Kernfusionsreaktor: Heißes Plasma im Magnetfeld Fotos
IPP/ Anja Ullmann

Die stählerne Außenhaut der Fusionsmaschine Wendelstein 7-X ist komplett. Die letzte offene Naht wurde verschweißt. Der Rohbau des Greifswalder Reaktors ist damit fertig - im Jahr 2014 soll er in Betrieb gehen.

Berlin - Gut zwei Jahre hat die Montage des Reaktorgefäßes gedauert. Nun ist der Rohbau von "Wendelstein 7-X" fertig. Bereits in der vergangenen Woche wurde die letzte Naht in der Außenhaut an dem 500-Tonnen-Koloss in Greifswald geschweißt. 2014 soll die Fusionsanlage in Betrieb gehen, teilte das Max-Planck-Institut für Plasmaphysik mit.

Mit dem Reaktor wollen Wissenschaftler die Kernfusion erforschen. Dabei verschmelzen kleine Atomkerne zu größeren Atomkernen - was große Energiemengen freisetzt. Doch damit positiv geladene Kerne, die einander abstoßen, überhaupt fusionieren können, müssen sie unter enormem Druck stehen. Das ist im Innern der Sonne der Fall, wo Wasserstoff in Helium umgewandelt wird. Oder aber die Atomkerne werden auf Millionen Grad erhitzt, so dass sie mit hoher Geschwindigkeit zusammenstoßen und dabei verschmelzen.

Diesen Plasma-Zustand mit hundert Millionen Grad wollen die Greifswalder Forscher im Innern von Wendelstein 7-X erzeugen. Um die Fusionsreaktion beherrschen zu können, muss das heiße Plasma von starken Magnetfeldern zusammengehalten werden und darf auch nicht an Wände der Plasmakammer stoßen, weil es sich sofort abkühlen würde.

Magnetfeld aus 70 Spulen soll Plasma halten

Stellarator heißt das in Greifswald genutzte Reaktordesign. Daneben gibt es noch einen zweiten Reaktortyp - den Tokamak. Während beim Stellarator allein das äußere Magnetfeld das Plasma in der Schwebe hält, gibt es im Tokamak ein inneres und ein äußeres Magnetfeld. Das innere Magnetfeld wird durch Strompulse erzeugt, die durch Induktion in das Plasma geschickt werden.

Beispiele für das Tokamak-Design sind der der in Bau befindliche Iter in Südfrankreich und der Reaktor Jet in Culham (England). Jet hält auch den bisherigen Rekord: Zwei Sekunden lang dauerte die Fusionsreaktion darin.

Der Greifswalder Stellarator wurde aus fünf nahezu baugleichen Segmenten zusammengesetzt. Die Plasmakammer ähnelt in ihrer Form einem riesigen Donut, der Durchmesser beträgt etwa zehn Meter. 70 supraleitende Spulen sollen das heiße Gas in der Schwebe halten. Das Volumen der Plasmakammer liegt bei etwa 50 Kubikmetern.

Kernfusionen werden im Greifswalder Reaktor übrigens kaum stattfinden, denn die Wissenschaftler füllen statt Tritium und Deuterium Wasserstoff und Deuterium ein, was Fusionen nicht ausschließt, aber unwahrscheinlich macht. Ziel des Experiments in Greifswald ist, das Plasma möglichst lange in der Schwebe zu halten. Das Aufheizen auf hundert Millionen Grad übernehmen Mikrowellenstrahlen.

Beim geplanten Forschungsreaktor "Iter" in Südfrankreich soll das Sternenfeuer aus Tritium und Deuterium hingegen tatsächlich gezündet werden. Die Plasmakammer ist so groß, dass zehnmal mehr Energie freigesetzt als hineingesteckt wird. Bei der englischen Anlage Jet lag die Ausbeute bei 65 Prozent, der Reaktor benötigte also mehr Energie als er erzeugte.

hda

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1.
rolli 04.06.2013
Zitat von sysopIPP/ Anja UllmannDie stählerne Außenhaut der Fusionsmaschine Wendelstein 7-X ist komplett. Die letzte offene Naht wurde verschweißt. Der Rohbau des Greifswalder Reaktors ist damit fertig - im Jahr 2014 soll er in Betrieb gehen. http://www.spiegel.de/wissenschaft/technik/letzte-naht-an-kernfusionsreaktor-wendelstein-7-x-geschlossen-a-903752.html
Vielleicht wäre es sinnvoll gewesen zu erklären, dass die Kernfusion mit einer Kernreaktion angestossen werden soll, ähnlich wie bei der Wasserstoffbombe. Microwellen sind Schwachsinn, weil eben mehr Energie notwendig ist als man rausholen kann. rolli
2.
Cthulhu1979 04.06.2013
Zitat von rolliVielleicht wäre es sinnvoll gewesen zu erklären, dass die Kernfusion mit einer Kernreaktion angestossen werden soll, ähnlich wie bei der Wasserstoffbombe. Microwellen sind Schwachsinn, weil eben mehr Energie notwendig ist als man rausholen kann. rolli
Wo bitte haben sie diese Information her? Denn soweit ich rausfinden konnte, wird der ITER induktiv aufgeheizt bis zur Zündtemperatur, und der hier diskutierte 'Reaktor' tatsächlich über Mikrowellen, zumal er auch keine Kernfusion erzeugen soll, sondern nur zur Erforschung von Plasmakontrolle dient (also sowieso keine Energiegewinnung als Ziel hat).
3.
schnitteuk 04.06.2013
Zitat von rolliVielleicht wäre es sinnvoll gewesen zu erklären, dass die Kernfusion mit einer Kernreaktion angestossen werden soll, ähnlich wie bei der Wasserstoffbombe. Microwellen sind Schwachsinn, weil eben mehr Energie notwendig ist als man rausholen kann. rolli
Es geht bei dem Projekt ja auch nicht darum, Elektrizität für den Verbrauch zu erzeugen, sondern um Forschung. Da nimmt man es eben in Kauf, dass mehr Energie reingesteckt werden muss als hinterher rauskommt.
4.
kuehlmeister 04.06.2013
Die Hoffnung ist ja das der Mist sich dann selbst erhält nachdem er initial gezündet wurde. Um das Magnetfeld aufrechtzuerhalten erzeugt der ja seinen eigenen Strom. Nur für das erste Zünden muss halt enorm Energie reingesteckt werden, dafür passiert dann halt nix wenn mal der Kreislauf zusammenbricht. Die Fusion hört auf und das Plasma zerfällt.
5.
shark 04.06.2013
Schade wieder um die verpulverten Mrd. € die vom Steuerzahler geleistet werden. Eine kontrollierte Kernfussion wird es auch in 50 Jahren noch nicht geben!!! 100 Mio Grad, wer soll das bändigen???
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Fotostrecke
"Iter": Milliardenschweres Großprojekt
Fusionsreaktor
Wasserstoff zu Helium
Bei der Kernfusion verschmelzen die Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium unter Freisetzung großer Mengen Energie zu Helium. Deuterium ist zu einem kleinen Anteil in gewöhnlichem Wasser enthalten, Tritium muss der Reaktor selbst erzeugen, etwa aus Sand. Ein Gramm Brennstoff könnte nach Angaben des an "Iter" beteiligten Max-Planck-Instuituts für Plasmaphysik (IPP) in einem Kraftwerk 90.000 Kilowattstunden Energie erzeugen - die Verbrennungswärme von elf Tonnen Kohle. Sie wird abgeleitet und in Turbinen zur Stromerzeugung genutzt
Hitze statt Druck
Im Inneren der Sonne geschieht die Kernfusion unter dem ungeheuren Druck der Masse des Sterns. Im Fusionsreaktor muss der Mangel an Druck durch Temperatur ausgeglichen werden. Dort herrscht nur ein Druck von fünf Atmosphären. Dafür wird die Temperatur rund 100 Millionen Grad Celsius erreichen müssen.

Wie das am besten bewerkstelligt werden kann, wissen die Forscher noch nicht. Deshalb werden in "Iter" unterschiedliche Technologien eingebaut, die das Plasma aufheizen sollen - per Elektronenstrahl, Ionenstrahl oder Mikrowelle zum Beispiel. Bei "Wendelstein 7-X" kommen Mikrowellenstrahlen zum Einsatz.


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