youknow | Kernfusion - die Energiequelle der Zukunft? Welche Herausforderungen die Technologie mit sich bringt @youknow_gmbh | Uploaded February 2024 | Updated October 2024, 3 hours ago.
đ„” In diesem ErklĂ€rfilm wird es heiĂ â richtig heiĂ: Wir tauchen ein in die faszinierende Welt der Kernfusion. Aber was passiert in einem Fusionsreaktor? Bei der Kernfusion verschmelzen Wasserstoffatomkerne zu Heliumkernen. Dabei werden riesige Mengen Energie freigesetzt. Der Prozess hat daher das Zeug, all unsere Energieprobleme zu lösen. Doch der Weg dahin ist steinig und wahrscheinlich noch sehr, sehr lang.
Warum die Herausforderungen der Kernfusion so groà sind, erfÀhrst du in diesem Video.
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Was lÀsst die Sonne, unsere tÀgliche Lichtquelle, so hell strahlen? Die Antwort liegt in ihrem gewaltigen inneren Prozess: der Kernfusion.
Dieser Prozess spielt sich unter groĂer Hitze und hohem Druck im Inneren der Sonne ab. Angetrieben von diesen extremen Bedingungen verbinden sich pro Sekunde etwa 600 Millionen Tonnen Wasserstoff zu 596 Millionen Tonnen Helium. Der Massenverlust von 4 Millionen Tonnen pro Sekunde wird als Energie freigesetzt: die WĂ€rme, die die Sonne strahlen lĂ€sst - und uns das Leben auf der Erde ermöglicht.
Aber so gewaltige Massen fusionierender Materie wÀren gar nicht nötig, um mit Hilfe der Kernfusion eine Menge Energie zu erzeugen. Denn schon bei der Verschmelzung von zwei Wasserstoffkernen zu einem Heliumkern wird ein Vielfaches der Energie freigesetzt, die bei einer Kernspaltung in einem Atomkraftwerk entsteht.
Kein Wunder also, dass seit vielen Jahrzehnten versucht wird, die Kernfusion als direkte Energiequelle auf der Erde zu nutzen. Bereits in den 50er Jahren entstanden die ersten experimentellen Fusionsreaktoren. Die Prognose damals: In 20 Jahren werde man Fusionsenergie kontrolliert freisetzen und zur Energiegewinnung nutzen können. Spoiler-Alert: Das klappte nicht.
Dennoch machte die Forschung groĂe Fortschritte: So stellte der TFTR-Reaktor in den USA in den 80er Jahren mit sonnenĂ€hnlichen 510 Millionen Grad einen Weltrekord auf. Und im Jahr 2022 gelang es, ebenfalls in den USA, zum ersten Mal aus einer Kernfusionsreaktion mehr Energie zu gewinnen, als fĂŒr ihre ZĂŒndung aufgewendet wurde. Trotzdem sind wir von der kommerziellen Nutzung der Kernfusion wohl noch Jahrzehnte entfernt.
Die gröĂte Schwierigkeit auf dem Weg dorthin: Die Bedingungen fĂŒr die Kernfusion nicht nur zu schaffen, sondern auch konstant aufrechtzuerhalten. Denn: Die Fusion findet nur im Plasmazustand statt. Das bedeutet, dass sich die Atomkerne und Elektronen frei bewegen können. Diese Eigenschaft macht das Plasma anfĂ€llig fĂŒr Magnetismus. Deshalb gibt es verschiedene AnsĂ€tze, das Plasma mit starken Magneten in einer Position zu halten, in der es nicht mit den ReaktorwĂ€nden in BerĂŒhrung kommt. Andernfalls kĂŒhlt das Plasma schlagartig ab â und die Kernfusion kommt zum Erliegen. Ein solches Magnetfeld ĂŒber einen lĂ€ngeren Zeitraum zu erzeugen, ist bis heute nicht gelungen.
Gleichzeitig liegt in diesen sensiblen Bedingungen auch ein Vorteil. Denn anders als bei der Kernspaltung droht so bei der Kernfusion im Falle eines Fehlers keine fatale Kettenreaktion. Hinzu kommt, dass fĂŒr den Betrieb eines Fusionsreaktors pro Jahr nur etwa 250 kg der Stoffe Deuterium und Tritium benötigt wĂŒrden - und nicht wie bei der Kernspaltung Dutzende Tonnen radioaktiven Urans.
Damit verspricht die Kernfusion eine reichhaltige, sichere und emissionsarme Energiequelle der Zukunft zu werden. Doch ob es so weit kommt, bleibt abzuwarten. Denn unter Physikern sagt man sich schon lange: "Die Kernfusion ist die meistversprechende Technologie der Zukunft â und werde dies auch ewig bleiben.
Quellen:
scienceinschool.org/de/article/2021/fusion-vs-fission-de
mpg.de/19734973/brennpunkte-der-kernfusion
scienceinschool.org/de/article/2021/fusion-vs-fission-de
ardalpha.de/wissen/umwelt/nachhaltigkeit/kernfusion-fusion-sonne-energie-kraftwerk-102.html#:~:text=Pro%20Sekunde%20fusionieren%20in%20ihrem,er%20wird%20als%20Energie%20freigesetzt
đ„” In diesem ErklĂ€rfilm wird es heiĂ â richtig heiĂ: Wir tauchen ein in die faszinierende Welt der Kernfusion. Aber was passiert in einem Fusionsreaktor? Bei der Kernfusion verschmelzen Wasserstoffatomkerne zu Heliumkernen. Dabei werden riesige Mengen Energie freigesetzt. Der Prozess hat daher das Zeug, all unsere Energieprobleme zu lösen. Doch der Weg dahin ist steinig und wahrscheinlich noch sehr, sehr lang.
Warum die Herausforderungen der Kernfusion so groà sind, erfÀhrst du in diesem Video.
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Was lÀsst die Sonne, unsere tÀgliche Lichtquelle, so hell strahlen? Die Antwort liegt in ihrem gewaltigen inneren Prozess: der Kernfusion.
Dieser Prozess spielt sich unter groĂer Hitze und hohem Druck im Inneren der Sonne ab. Angetrieben von diesen extremen Bedingungen verbinden sich pro Sekunde etwa 600 Millionen Tonnen Wasserstoff zu 596 Millionen Tonnen Helium. Der Massenverlust von 4 Millionen Tonnen pro Sekunde wird als Energie freigesetzt: die WĂ€rme, die die Sonne strahlen lĂ€sst - und uns das Leben auf der Erde ermöglicht.
Aber so gewaltige Massen fusionierender Materie wÀren gar nicht nötig, um mit Hilfe der Kernfusion eine Menge Energie zu erzeugen. Denn schon bei der Verschmelzung von zwei Wasserstoffkernen zu einem Heliumkern wird ein Vielfaches der Energie freigesetzt, die bei einer Kernspaltung in einem Atomkraftwerk entsteht.
Kein Wunder also, dass seit vielen Jahrzehnten versucht wird, die Kernfusion als direkte Energiequelle auf der Erde zu nutzen. Bereits in den 50er Jahren entstanden die ersten experimentellen Fusionsreaktoren. Die Prognose damals: In 20 Jahren werde man Fusionsenergie kontrolliert freisetzen und zur Energiegewinnung nutzen können. Spoiler-Alert: Das klappte nicht.
Dennoch machte die Forschung groĂe Fortschritte: So stellte der TFTR-Reaktor in den USA in den 80er Jahren mit sonnenĂ€hnlichen 510 Millionen Grad einen Weltrekord auf. Und im Jahr 2022 gelang es, ebenfalls in den USA, zum ersten Mal aus einer Kernfusionsreaktion mehr Energie zu gewinnen, als fĂŒr ihre ZĂŒndung aufgewendet wurde. Trotzdem sind wir von der kommerziellen Nutzung der Kernfusion wohl noch Jahrzehnte entfernt.
Die gröĂte Schwierigkeit auf dem Weg dorthin: Die Bedingungen fĂŒr die Kernfusion nicht nur zu schaffen, sondern auch konstant aufrechtzuerhalten. Denn: Die Fusion findet nur im Plasmazustand statt. Das bedeutet, dass sich die Atomkerne und Elektronen frei bewegen können. Diese Eigenschaft macht das Plasma anfĂ€llig fĂŒr Magnetismus. Deshalb gibt es verschiedene AnsĂ€tze, das Plasma mit starken Magneten in einer Position zu halten, in der es nicht mit den ReaktorwĂ€nden in BerĂŒhrung kommt. Andernfalls kĂŒhlt das Plasma schlagartig ab â und die Kernfusion kommt zum Erliegen. Ein solches Magnetfeld ĂŒber einen lĂ€ngeren Zeitraum zu erzeugen, ist bis heute nicht gelungen.
Gleichzeitig liegt in diesen sensiblen Bedingungen auch ein Vorteil. Denn anders als bei der Kernspaltung droht so bei der Kernfusion im Falle eines Fehlers keine fatale Kettenreaktion. Hinzu kommt, dass fĂŒr den Betrieb eines Fusionsreaktors pro Jahr nur etwa 250 kg der Stoffe Deuterium und Tritium benötigt wĂŒrden - und nicht wie bei der Kernspaltung Dutzende Tonnen radioaktiven Urans.
Damit verspricht die Kernfusion eine reichhaltige, sichere und emissionsarme Energiequelle der Zukunft zu werden. Doch ob es so weit kommt, bleibt abzuwarten. Denn unter Physikern sagt man sich schon lange: "Die Kernfusion ist die meistversprechende Technologie der Zukunft â und werde dies auch ewig bleiben.
Quellen:
scienceinschool.org/de/article/2021/fusion-vs-fission-de
mpg.de/19734973/brennpunkte-der-kernfusion
scienceinschool.org/de/article/2021/fusion-vs-fission-de
ardalpha.de/wissen/umwelt/nachhaltigkeit/kernfusion-fusion-sonne-energie-kraftwerk-102.html#:~:text=Pro%20Sekunde%20fusionieren%20in%20ihrem,er%20wird%20als%20Energie%20freigesetzt
