Kernfusion - USA vor dem Durchbruch?

Durchbruch bei der Forschung, ja. Auf dem Weg zum Fusionskraftwerk aber noch ein langer Weg.

Wie weit sind die USA im vergleich zum ITER oder Wendelstein?

Zitat von Concideratus

Wie weit sind die USA im vergleich zum ITER oder Wendelstein?

Das sind komplett verschiedene Ansätze und nicht direkt vergleichbar.

Die großen europäischen Projekte setzen bei ihren Entwicklungen auf Magnetfeldeinschluß eines sehr heißen Plasmas, viele andere Firmen, sei es in der USA aber auch in Europa, arbeiten an sogenannter Trägheitsfusion. Ich empfehle bei Interesse die Wikipedia-Artikel dazu zu lesen.
Der ITER-Ansatz führt aus meiner Sicht eher zu einem funktionsfähigen Reaktor im Dauerbetrieb, die Trägheitsfunktion hat da noch sehr weiten Weg vor sich. Das ist so ähnlich, wie wenn du auf der einen Seite ein ölbefeuertes Kraftwerk hast, und auf der anderen Seite einen Molotowcocktail. Der Molowowcocktail liefert kurzzeitig vielleicht sehr viel Energie, aber ein Kraftwerk auf Basis von tausend Molotowcocktails pro Sekunde wird schwierig.

Also kurzgesagt, sie haben einen Durchbruch, aber sind trotzdem noch nicht so weit wie die Anderen.

Zitat von Jongleur

Das sind komplett verschiedene Ansätze und nicht direkt vergleichbar.

Ich wollte sie auch nicht Technisch vergleichen sondern mich interessiert nur wann das erste praktisch funktionieren würde.

Die zivile Nutzung der Kernfusion zur Stromerzeugung wird - wie immer bei solchen "Durchbrüchen" - leider erst in ca. 50 Jahren einsatzreif sein...

Illusion Kernfusion – Der Traum von der besseren Atomenergie

Zehn Jahre nach Fukushima und dem beschlossenen Atomausstieg ruhen Hoffnungen auf Energie aus Kernfusion. Sie soll sicher und sauber sein. Doch die Forschung…

www.swr.de

Zitat von tomduly

leider erst in ca. 50 Jahren einsatzreif

Also gilt die Fusionskonstante weiter....

Zitat von Concideratus

Also gilt die Fusionskonstante weiter....

Ja, das liegt am Problemerhaltungssatz: "Die Summe der Probleme ist konstant."

(Hast du eines gelöst, taucht sofort ein neues auf.)

Als wir vor 36 Jahren im Zuge des Mathematikunterrichts an der HTL den Forschungsreaktor bei Garching und das KKW Guntremingen besuchen durften, hieß es auch schon in 50 Jahren...

Zitat von Duke

Es bleibt zu hoffen, dass man heute etwas darüber erfährt bzw. daraus schließen kann.

Ich verfolge Iter schon seit der Planungsphase, aber das wird bei Iter noch eine Weile

dauern bis der erste Versuch gestartet wird. Was ich überhaupt nicht auf dem Schirm

hatte, dass die USA ein eigenes Projekt am Start hat, da sie ja an ITER beteiligt sind.

Und auf die Größe des Versuchs bzw. der Anlage bin ich mal gespannt, zumal das

komplette Forschungsgelände des Lawrence Livermore National Laboratory in den USA

nicht viel größer als der gesamte ITER-Komplex ist,

Alles anzeigen

Es gibt neben den bekannten Großprojekten wie ITER inzwischen mehrere Dutzend Projekte weltweit. Seien es Forschungsinstitute oder auch risikokapitalfinanzierte Privatfirmen. Das ist natürlich äußerst spannend. Durch die Vielzahl der Akteure kommen neue Ideen, werden kreative Ansätze ausprobiert, und läuft auch vieles schneller als beim Bürokratiemonster ITER, das hunderte Forscher und Dutzende nationale INstitute unter einen Hut bringen muss.

Was den Scherz mit der Fusions"konstante" angeht: inzwischen liegt diese bei nur noch bei 25 bis 30 Jahren. Und ich wiederhole mich: es tut sich die letzten Jahre gewaltig etwas auf dem Sektor, also ich bin optmistisch.

Ich persönlich hoffe darauf, dass die derzeitigen Fortschritte im maschinellen Lernen sich auch auf die Entwicklung in der Atomfusionsforschung auswirken. Effektiv hat man da nämlich ein Optimierungsproblem: Der gesamte Prozess muss bei maximal möglicher Energieausgabe so im Gleichgewicht gehalten werden, dass er ständig weiterläuft. Da sind AI-Ansätze für die Kontrolle der entsprechenden Parameter wie gemacht für.

Ob die kalten Fusion wirklich funktioniert ist ja laut Wikipediamehr als fraglich.

Ist bei der heißen Fusion eigentlich mittlerweile geklärt wohin man diese unfassbare Menge an Hitze abführt?

Zitat von saltpreppi

Ist bei der heißen Fusion eigentlich mittlerweile geklärt wohin man diese unfassbare Menge an Hitze abführt?

Hohe Temperatur an sich ist erst mal kein Problem. Die Masse, die so stark erhitzt ist, ist entscheidend und der Nachschub an Wärmeenergie. Der Glühdraht einer Glühbirne ist auch schon relativ heiß: 2.500 °C, dennoch fackelt einem die Bude nicht ab: schon der Glaskolben der Birne hat nur noch um die 100 °C.

In den aktuellen Fusionsreaktoren befinden sich wenige Gramm Masse, die so stark erhitzt werden. Die Fläche der umfassenden Kammer ist vergleichsweise riesig. Man hat derzeit eher das Problem, das heiße Plasma von den Kammerwänden fernzuhalten, weil es sonst zu stark abkühlen und die Fusionsreaktion unterbrechen würde. Man freut sich ja schon, wen die Fusionsreaktion ein paar Sekunden anhält.

Abgesehen davon, ob wir oder eine der nächsten Generationen überhaupt noch ein Fusionskraftwerk erleben werden: es ist mit ähnlichen Problemen behaftet, wie die Kernspaltung: im Fusionsprozess entsteht sehr starke Neutronenstrahlung, die muss zum einen abgeschirmt werden und zum anderen "aktiviert" beständiger Neutronenbeschuss die Kammerwände. D.h. das Material der Fusionskammer wird selbst radioaktiv und es wird mit der Zeit auch mürbe und muss ausgetauscht werden. D.h. Fusionsreaktoren produzieren ebenso wie kernspaltende Reaktoren radioaktiven Abfall, der entsorgt und gelagert werden muss.

Man weiss auch noch nicht, wie lange man einen Fusionsreaktor am Stück durchgehend betreiben kann, ob das 24/7 überhaupt geht oder ob es im Plasma zu Oszillationen kommt oder andere bislang noch nicht aufgetretene Effekte einen Dauerbetrieb gar nicht möglich machen. Evtl. braucht man in einem Fusionskraftwerk eine ganze Reihe von Fusionskammern, die man reihum betreibt. Auch der Wartungsaufwand und das Verhältnis der reingesteckten Energie zur produzierte Energie im praktischen Betrieb über alles gerechnet, ist noch weitgehend unklar. Nach einer billigen Plug&Play-Lösung sieht Kernfusion jedenfalls nicht aus.

Zitat von tomduly

Nach einer billigen Plug&Play-Lösung sieht Kernfusion jedenfalls nicht aus.

korrekt. Warum kompliziert, wenn es auch rinfach grht? Dievtechnolozie hibt es, ist dicher und kostengünstig. solar und wind

Eines der größten und am engsten mit Regierungen in aller Welt verbundenen Hightech-Unternehmen schließt einen Vertrag mit einer Firma, die verspricht, in fünf Jahren Strom aus einem Kernfusionsreaktor zu liefern.

Es gibt eine entsprechende offizielle Börsenmeldung. Es gibt in den USA und weltweit zahlreiche Medienberichte, die den Zusammenhang von Microsoft, OpenAI, Altman, Bill Gates und Helion Energy erklären.

Sollte das wirklich funktionieren, wären alle Investitionen in Wind und Solar der letzten Jahre ökonomisch vielleicht für die Katz gewesen.

Beim zukünftigen Betrieb solcher kerntechnischen Anlagen wird jedoch radioaktives Tritium in größeren Mengen entstehen.
Da weiß aktuell noch keiner mit umzugehen zumal das Zeug als Gas auch durch festes Material diffundiert und so in die Umgebung gelangt. Ob das problematische Größenordnungen annimmt, ist bisher unbekannt.

Die Halbwertszeit ist ja überschaubar gering und könnte dafür sorgen, dass das gar kein Problem darstellt.

Chinesen melden auch Erfolge mit der Fusion

China’s ‘Artificial Sun’ Smashes Nuclear Fusion Record  |  Peak Oil News and Message Boards

Zitat von saltpreppi

Beim zukünftigen Betrieb solcher kerntechnischen Anlagen wird jedoch radioaktives Tritium in größeren Mengen entstehen.
Da weiß aktuell noch keiner mit umzugehen zumal das Zeug als Gas auch durch festes Material diffundiert und so in die Umgebung gelangt. Ob das problematische Größenordnungen annimmt, ist bisher unbekannt.

Die Halbwertszeit ist ja überschaubar gering und könnte dafür sorgen, dass das gar kein Problem darstellt.

d.h. man kann das risiko nicht bewerten, aber macht dann einfach mal?

wenn ich sowas lese u d daran denke, wieviel menschen im familien und freu deskreis mir keebs zu kämpfen haben/hatten, dann komnt mir dich glatt das Abendessen wieder hoch

Zitat von saltpreppi

Beim zukünftigen Betrieb solcher kerntechnischen Anlagen wird jedoch radioaktives Tritium in größeren Mengen entstehen.

Na ja, nicht ganz. Tritium kommt in der Natur vor und wird als Brennstoff für die Fusion gebraucht. Als Betastrahler ist es auch recht gut abschirmbar. Das wird dann zu Helium fusioniert,

Zitat von saltpreppi

Sollte das wirklich funktionieren, wären alle Investitionen in Wind und Solar der letzten Jahre ökonomisch vielleicht für die Katz gewesen.

Es wird nicht funktionieren und schon 3x nicht zum Preis von Solar- oder Windstrom

Zitat von saltpreppi

Beim zukünftigen Betrieb solcher kerntechnischen Anlagen wird jedoch radioaktives Tritium in größeren Mengen entstehen.
Da weiß aktuell noch keiner mit umzugehen zumal das Zeug als Gas auch durch festes Material diffundiert und so in die Umgebung gelangt. Ob das problematische Größenordnungen annimmt, ist bisher unbekannt.

Die Halbwertszeit ist ja überschaubar gering und könnte dafür sorgen, dass das gar kein Problem darstellt.

Mein Kenntnisstand zu den europäischen Fusionstests ist der, dass derzeit eher zu wenig Tritium aus dem Lithium erbrütet wird als zuviel. Der Faktor von Tritium rein zu Tritium erbrüten ist nur 1,1 und dann hat man noch Verluste. Das reicht schlichtweg nicht.

Das Radioaktivitätsproblem ist eher die Neutronenstrahlung. Mein Laienhalbwissen ist z.B., dass man um Himmels Willen kein Kobalt im Stahl des Reaktors haben möchte.

zumindest die Tomahawk Tokamak Designs der Europäer sind noch Jahrzehnte davon entfernt, dass man damit mal was Sinnvolles machen würde.