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Alles über die irdische Kernfusion

Wissenschaftsgeschichte, Wissenschaftstheorie bzw. -philosophie, Technik
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Re: Alles über die irdische Kernfusion

Beitrag von Frank » 12. Dez 2022, 20:35

Herr5Senf hat geschrieben:
12. Dez 2022, 20:17
Das Problem, das jubeln läßt, ist aber reine Laborbuchhaltung, die Kernfusion könnte "kontrolliert" gezündet haben:
ein Laser hat das Target (Durchmesser menschliches Haar) mit 2,1 MJ auf 60 Mio° aufgeheizt, rausgekommen sein sollen 2,5 MJ.
Aber der Laser selbst muß mit einem Mehrfachen dieser Energie betrieben werden, es sei denn, die Fusion hält sich selbst in Gang.

Wie teuer soll die Kilowattstunde bei einem solchen technischen Aufwand für Bruchteile einer Sekunde werden :? Dip
Der «Financial Times» zufolge wurde dabei zuletzt 20 Prozent mehr Energie gewonnen als investiert
Ist das nun mit oder ohne Laser? :wn:
Ist das Geschlecht des Menschen biologisch bedingt oder ist es ein soziales Konstrukt? Im Tierreich ist das oft simpler. Wenn man dem weiblichen Borstenwurm das Gehirn entfernt, wird es zum Männchen.

Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: Alles über die irdische Kernfusion

Beitrag von Herr5Senf » 12. Dez 2022, 20:50

Na, ohne, sonst hätte ich es ja nicht so geschrieben :wink:

das ist nur die (gerechnete) Bilanz am Target, d.h. mit der vom Laser dafür "abgezwackten Energie"
die ganze Energie drumrum muß aber auch irgendwo herkommen, zZ wird von außen "bezuschußt"
der Reaktorraum muß so groß werden, daß er nach der Zündung genug Energie für sich stabil erzeugt

das was dann übrigbleibt, kann verkauft werden :mrgreen:

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Re: Alles über die irdische Kernfusion

Beitrag von Frank » 12. Dez 2022, 21:47

Ja,ist ein kleiner Schritt.

Hier besser erklärt .

https://www.spektrum.de/news/ist-in-der ... en/2087187
Ist das Geschlecht des Menschen biologisch bedingt oder ist es ein soziales Konstrukt? Im Tierreich ist das oft simpler. Wenn man dem weiblichen Borstenwurm das Gehirn entfernt, wird es zum Männchen.

Mit freundlichen Grüßen

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Re: Alles über die irdische Kernfusion

Beitrag von Herr5Senf » 13. Dez 2022, 15:17

hier noch übersichtlicher das "für und wieder" der Möglichkeiten

https://scilogs.spektrum.de/beobachtung ... lagzeilen/

langsam glaub ich nicht dran, die Sonne "verwertbar" nachzumachen :sun: Dip

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Re: Alles über die irdische Kernfusion

Beitrag von Frank » 14. Dez 2022, 09:22

Herr5Senf hat geschrieben:
13. Dez 2022, 15:17

langsam glaub ich nicht dran, die Sonne "verwertbar" nachzumachen :sun: Dip
Tja, dein verlinkter Artikel sieht das nicht so pessimistisch wie du. :wink:
Die Tatsache, dass Investoren zahlreiche Milliarden Dollar privates Kapital für die Entwicklung von Maschinen zur Kernfusionsenergie anzulegen bereit sind (mit einer entsprechend hohen Renditeerwartung), zeigt, dass sie sich in fünf oder nur wenig mehr Jahren eine kommerziell nutzbare Kernfusion versprechen. Kommerziell verfügbare Fusionstechnologie, stände sie uns eines Tages – und vielleicht schon bald – tatsächlich zur Verfügung, würde einen gesellschaftlichen Paradigmenwechsel bedeuten. Wären wir tatsächlich in der Lage, Energie wie die Sonne zu produzieren und uns damit Zugang zur effizientesten, sichersten und umweltfreundlichsten Energieform zu verschaffen, die die Natur zu bieten hat, so wäre dies sicher nicht nur ein weiterer grosser technologischer Fortschritt, sondern vielmehr ein zivilisatorischer Sprung, der gleichzusetzen wäre mit der Erfindung der Dampfmaschine, die uns vor 250 Jahren die Energie gab, unsere Gesellschaft komplett umzukrempeln. Die mit immer höheren Frequenz auftretenden Presseberichte über neue Ergebnisse in der Erzeugung kontrollierter Kernfusion könnte ein Zeichen sein, dass wir diesen bereits sehr bald erreicht haben könnten.
Ich sehe hier auch einen baldigen Erfolg.
Ist das Geschlecht des Menschen biologisch bedingt oder ist es ein soziales Konstrukt? Im Tierreich ist das oft simpler. Wenn man dem weiblichen Borstenwurm das Gehirn entfernt, wird es zum Männchen.

Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: Alles über die irdische Kernfusion

Beitrag von seeker » 20. Dez 2022, 09:05

Hier gibt es noch einen kurzen Bericht:

Zündung in der Laserfusion
https://www.wissenschaft.de/astronomie- ... serfusion/

Wichtig daraus ist:
Im aktuellen Experiment reichte die Kombination der durch die Laser eingebrachten Energie und der Fusionsenergie aus, um die winzige Plasmamenge in der Brennstoffkapsel zur Zündung zu bringen. Für wenige Sekundenbruchteile fand dadurch eine sich selbst erhaltende Fusionsreaktion statt.
Das ist der Fortschritt dabei.
Trotz dieses wichtigen Durchbruchs ist aber auch die Fusionsanlage der National Ignition Facility noch weit davon entfernt, mit der Kernfusion nutzbaren Strom zu erzeugen. Denn um die 2,05 Megajoule Heizenergie mittels Laser auf den Fusionsbrennstoff zu bringen, mussten mehr als 500 Megajoule an elektrischer Energie für den Betrieb der Laser aufgebracht werden. Insgesamt betrachtet ist die durch die Kernfusion erzeugte Energie daher noch immer erheblich geringer als der Gesamtenergieaufwand für die Anlage. Hinzu kommt: Die NIF-Anlage wird in der Regel einmal pro Tag gezündet, ein Fusionskraftwerk nach diesem Bauprinzip jedoch müsste 10- bis 20-mal pro Sekunde mit hohem Wirkungsgrad zünden.
Das ist die Problematik dabei.

Die Trägheitseinschluss-Fusion hat m.E. im allgemeinen weniger Chancen irgendwann einmal für ein Kraftwerk zu taugen als die Magnetfeld-Plasmafusion. Vor einigen Jahren hieß es noch, die Trägheitsfusion würde gar nicht dafür taugen und würde eher nur aus allgemeinen Forschungsgründen durchgeführt. Wir werden sehen...
Grüße
seeker


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Re: Alles über die irdische Kernfusion

Beitrag von Skeltek » 23. Dez 2022, 16:13

Fusion hat etwas von einem Anschubsen von Felsbrocken einen Abhang hinunter und dann zu hofen, daß die unten an Geschwindigkeit zugenommenen Brocken einen Teil ihrer Energie wieder aufwenden, um die auf dem Berg liegenden Steinchen wieder anzustubsen.
Das Optimum einer laufenden Fusion wäre ein Strahl an Brennmaterial, der einen von Lasern beschossenen Punkt durchquert und in diesem Punkt den Fusionsprozess umsetzt. So hätte man einen stetigen Fluß von neuem Material und hinten einen stetigen Fluß an reagiertem Endprodukt.
Das wäre das Optimum... und das funktioniert vermutlich nicht, weil sich die Druckwelle der Fusion auch entgegen des Stromes bewegt und die Reaktion selbst hemmt.
Alle Fusionsreaktoren, die ich bis jetzt gesehen habe sind eigentlich eine Verschlechterung davon... entweder wird Material Stückchen-weise verbrannt, weil die Reaktion vorne den Nachschub an Brennmaterial ohnehin wegblasen würde, oder es wird in einem von einem Magnetfeld geführten Ring durchgeleitet, wodurch man hofft daß sich die Reaktion nach vorne und hinten nicht hemmen kann (dafür entweicht/expandiert das Material dann aber radial zur Strahlrichtung oder sonstige Anordnungen, wo man das Problem lediglich in einen anderen Bereich verschiebt.
Möglicherweise braucht es aber noch einige Jahrzehnte, bevor es jemand schafft es zu beweisen, daß es selbst mit einem optimalen Aufbau gar nicht funktionieren kann und alle anderen aufbauten lediglich Verschlechterungen des ohnehin schon unmöglichen sind.
Bei dem oben erwähnten Experiment ist das Problem des 'Druck aufbauens' vermutlich einfach nur in die vom Brennpunkt entfernteren Laser ausgelagert, und man weiß ja, daß egal welche Anordnung von Spiegeln, Linsen oder Kristallen niemals die Temperatur im Brennpunkt höher bringen kann, als sie auf der Oberfläche des Licht emmitierenden Körpers ist. Es ist z.B. unmöglich mit Spiegeln und Linsen eine höhere Temperatur zu erzeugen, als sie auf der Sonnenoberfläche herscht, weil es hier gewisse Erhaltungsgrößen gibt wie z.B. das Produkt aus Streuwinkel und Lichtintensität usw.
Der Fusionsaufbau mit den Lasern lagert wohl das eigentliche Problem der Aufrechterhaltung des Druckes von der Oberfläche des Brennprozesses in die Laser selbst um - löst das eigentliche Problem aber nicht.

Ist aber nur meine Vermutung...
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Re: Alles über die irdische Kernfusion

Beitrag von belgariath » 15. Jan 2023, 12:56

Hier ein echt guter Übersichtsartikel über die Ansätze die derzeit von privaten Unternehmen und von staatlichen Initiativen verfolgt werden.:
https://www.mpg.de/19734973/brennpunkte-der-kernfusion
Der harmonische Oszillator ist die Drosophila der Physiker (Carsten Honerkamp)
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Re: Alles über die irdische Kernfusion

Beitrag von Frank » 17. Jan 2023, 11:36

belgariath hat geschrieben:
15. Jan 2023, 12:56
Hier ein echt guter Übersichtsartikel über die Ansätze die derzeit von privaten Unternehmen und von staatlichen Initiativen verfolgt werden.:
Ursprünglich sollte Iter bereits 2016 d ... die Rede.

Vielen dank für den tollen Artikel :well:

Eines noch, weil dass kommt mir etwas zu kurz und ich es der MPG aber nicht übel nehme, da sie selbst am Tropf der öffentlichen Hand hängen.
Es zeigt aber deutlich das Problem von Staaten übergreifender Zusammenarbeit.
Der Reaktor ist schlicht und einfach falsch gebaut und das schmeißt die Fusion wieder um viele Jahre zurück.
Wichtig ist nur zu wissen, dass das mit der Forschung nichts zu tun hat oder gar mit der Kernfusion , sondern einzig allein auf menschliches Unvermögen zurück zu führen ist.
In privaten Einrichtungen passieren selbstverständlich auch viele Fehler(ist ja schließlich Forschung), aber bevor so ein "Schildbürgerstreich" entsteht, wird versucht das durch kurze Wege zu verhindern.
Ursprünglich sollte Iter bereits 2016 den Betrieb aufnehmen. Dann hieß es, der Reaktor stehe 2025 und könne 2035 Energie erzeugen. Doch vor Kurzem wurde öffentlich, dass auch dieser Zeitplan nicht zu halten ist. „Iter ist nicht nur ein wissenschaftliches Projekt, sondern hat auch eine politische Komponente“, sagt Sibylle Günter, Direktorin am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik in Garching. Die politischen Randbedingungen führen auch zu technischen Schwierigkeiten. Denn die Partnerländer teilen sich nicht nur die Finanzierung, sondern auch die Entwicklung und Fertigung. „Die Einzelkomponenten des Reaktors werden also in den verschiedenen Ländern hergestellt, mit dem Ergebnis, dass am Ende nicht alles wie geplant zusammenpasst“, sagt Sibylle Günter. Auch in einer Pressemitteilung von Iter ist von „umfänglichen Reparaturen“ die Rede.
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Mit freundlichen Grüßen

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Re: Alles über die irdische Kernfusion

Beitrag von belgariath » 18. Jan 2023, 12:22

Ja das ist schon ein Problem. Umso erstaunlicher ist es dass z.B. die ISS oder der LHC so vergleichsweise problemlos gebaut und erfolgreich in Betrieb genommen werden konnten.
Aber die privaten Unternehmen sind ja (wie in dem Artikel steht) auch fast schon zu optimistisch, wenn sie ihren eigenen Zeitplan als "aggressiv" bezeichnen.
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Re: Alles über die irdische Kernfusion

Beitrag von seeker » 18. Jan 2023, 13:37

Es hat alles seine Vor- und Nachteile...
Private Unternehmen haben wieder andere Probleme.
Sie müssen Risikokapital auftreiben.
Und es gibt einfach nicht genügend Risikokapitalgeber für genügend große Großprojekte mit ungewissem Ausgang.
D.h.: Rein private Unternehmungen sind gezwungen kleinere Brötchen zu backen.
D.h. auch: Z.B. ein LHC oder ein Iter hätte durch private Unternehmen überhaupt nicht angegangen werden können, das gäbe es dann schlicht überhaupt nicht.
Projekte ab einer gewissen Größe können nur noch durch Staaten oder Staatenverbünde angegangen werden, bei allen Nachteilen, die damit dann halt auch akzeptiert werden müssen.
Die Wahl ist hier dann nur noch: Wie organisiert man dies dann? Macht man eine eigene staatliche Unternehmung auf, die dann Unteraufträge an die Privaten vergibt, wie die NASA oder pumpt man viel staatliches Geld als Subventionen direkt in ein privates Unternehmen, wie SpaceX?
Auch hier gibt es wieder Vor- und Nachteile.

Und die Ausrichtungen sind ja auch verschieden: Auf der einen Seite steht die Rendite im Vordergrund, auf der anderen Seite die Gemeinnützigkeit.
Maximiert man das Eine, geht das immer und unausweichlich zulasten des Anderen. Man kann eben nicht alles zugleich haben...
Von daher hat beides seine Berechtigung.
Grüße
seeker


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