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Alles über die irdische Kernfusion

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

Beitrag von Frank » 26. Feb 2024, 08:55

Dieser Erfolg bricht nicht nur einen Rekord, sondern demonstriert auch das Potenzial der Fusionsenergie und die Fähigkeit zur Wiederholung solcher Ergebnisse.
Das ist hier der wichtigste Punkt. Hartut Zohm erläutert das auch sehr schön im unten verlinkten Video.

https://www.youtube.com/watch?v=7aD2gZrDuTE

Frank
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Re: Alles über die irdische Kernfusion

Beitrag von Frank » 5. Mär 2024, 20:41

Und siehe da: Das System funktionierte in Originalgröße genau wie gewünscht, hat allen Belastungen standgehalten. Darüber hinaus wurden kritische Situationen zwischen schwankender Stromversorgung und einem kompletten Ausfall durchgetestet.
https://www.notebookcheck.com/Mit-300-K ... 963.0.html

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seeker
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Re: Alles über die irdische Kernfusion

Beitrag von seeker » 6. Mär 2024, 09:36

Ja, die Fähigkeit starke Magnetfelder erzeugen zu können ist eine der Schlüsseltechnologien für die Fusion.
Mich erstaunt es dabei immer wieder, wie schwierig es doch ist "ein paar 10-Tesla" zu erzeugen, wo doch "gewöhnliche" Neodym-Dauermagnete schon über 1,5 Tesla erreichen können.

Hier noch eine schöne Übersichtsliste, was es so gibt:
1,61 T – Maximale Flussdichte eines NdFeB-Magneten. NdFeB-Magnete sind die stärksten Dauermagnete, typische Flussdichten sind 1 T bis 1,5 T

2,45 T – Sättigungspolarisation von Fe65Co35, der höchste Wert eines Materials bei Raumtemperatur.[3]

0,35 bis 3,0 T – Magnetresonanztomographie (auch als Kernspintomographie bezeichnet) für die Anwendung am Menschen. Zu Forschungszwecken werden auch Geräte mit 7,0 T und mehr verwendet.

8,6 T – Supraleitende Dipolmagnete des Large Hadron Collider des CERN in Betrieb[4]

12 T – Supraleitende Niob-Zinn Spule des ITER Kernfusion-Projektes[5]

20 T – Supraleitende Hochtemperatur-Spule (20 K) für Kernfusions-Reaktor[6]

28,2 T – Derzeit stärkster supraleitender Magnet in der NMR-Spektroskopie (1,2-GHz-Spektrometer)[7]

32 T – Stärkster Magnet auf Basis von (Hochtemperatur-)Supraleitern[8]

45,5 T – Stärkster dauerhaft arbeitender Elektromagnet, Hybrid aus supraleitendem und konventionellen Elektromagneten[9]

100 T – Pulsspule – höchste Flussdichte ohne Zerstörung der Kupferspule, erzeugt für wenige Millisekunden[10]
https://de.wikipedia.org/wiki/Liste_von ... chte#Tesla

Dabei ist bei den Dauermagneten auch noch nicht das Ende der Fahnenstange erreicht:

Neues Molekül ist der stärkste bekannte Magnet
Dieser Stoff ist mehr als dreimal so stark magnetisch wie der bisherige Rekordhalter. Der Grund dafür sind seltene Erden - und eine bisher einzigartige chemische Bindung.
https://www.spektrum.de/news/supermagne ... et/1973011
Mit zwei Terbium-Atomen in dem Molekül und bei einer Temperatur von etwa 60 Kelvin lag die Koerzitivfeldstärke nach Angaben des Teams über 25 Tesla.
Der Vorteil von Dauermagneten gegenüber Elektromagneten liegt darin, dass sie von alleine laufen, ohne Stromzufuhr.
Grüße
seeker


Wissenschaft ... ist die Methode, kühne Hypothesen aufstellen und sie der schärfsten Kritik auszusetzen, um herauszufinden, wo wir uns geirrt haben.
Karl Popper

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Re: Alles über die irdische Kernfusion

Beitrag von Frank » 27. Mai 2024, 16:24

Neue Weltrekorde beim Teilchenstrahl
Um die für dieses komplexe Heizsystem nötige Technik zu testen und zu optimieren, haben Forschende am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik einen Teststand konstruiert. Die Ionenquelle des ELISE (Extraction from a Large Ion Source Experiment) getauften Systems ist halb so groß wie die der geplanten ITER-Heizung – sie erzeugt einen ein mal ein Meter großen Teilchenstrahl. Mit ihm können die Physiker die verschiedenen Feinheiten der Plasmaheizung austesten.

Jetzt ist dabei ein wichtiger Durchbruch gelungen: Erstmals konnten die Physiker mit ELISE Ionenstromdichten erzeugen, wie sie später für ITER benötigt werden. Am 28. März 2024 gelang es zehn Minuten lang, eine negative Wasserstoffionen-Stromdichte von fast 300 Ampere pro Quadratmeter aus ELISE zu extrahieren, wie das Team berichtet. Damit wurde die bislang mögliche Pulslänge für solche Stromdichten mehr als verzehnfacht – ein Weltrekord, wie das Team berichtet. Für kürzere Pulse von zehn Sekunden Dauer wurden in den Tests sogar 330 Ampere pro Quadratmeter erzeugt – auch dies ist ein neuer Weltrekord.
https://www.scinexx.de/news/technik/wel ... ktor-iter/

Die Zeiten werden immer länger und allen Unkenrufen zum trotze, geht es hier mit Riesen Schritten weiter. :)

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Re: Alles über die irdische Kernfusion

Beitrag von Frank » 30. Mai 2024, 20:14

Kernfusion als Energiequelle • Neue Entwicklungen | Hartmut Zohm

https://www.youtube.com/watch?v=WdSlysOWD6E

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Re: Alles über die irdische Kernfusion

Beitrag von Frank » 14. Jul 2024, 20:09

Wie wirkt sich die Verzögerung des ITER-Projekts aus? Welche Herausforderungen stehen nun im Vordergrund? Hartmut Zohm erklärt die neuesten Entwicklungen und ihre Implikationen für die Fusionsforschung.
https://www.youtube.com/watch?v=l2Z8nomV_HU

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Re: Alles über die irdische Kernfusion

Beitrag von Frank » 8. Dez 2024, 20:51

Im Gegensatz zu Deuterium ist der Fusionspartner Tritium sehr selten auf unserem Planeten. Deshalb soll Tritium beim magnetischen Einschluss während des Fusionsprozesses mit Hilfe von freien Neutronen in sog. Blankets erbrütet werden. Wie soll das konkret gelingen? Welche Materialien (Keramik) kommen dafür in Frage? Wie sieht das Konzept für Trägheitsfusion aus? Welche Möglichkeiten gibt es um zusätzliche freie Neutronen zu erzeugen?
Josef M. Gaßner erläutert im Rahmen der Videoreihe "Von Aristoteles zur Stringtheorie" den aktuellen Stand der Forschung.
https://www.youtube.com/watch?v=jCaMFwfhHDY

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Re: Alles über die irdische Kernfusion

Beitrag von Frank » 16. Dez 2024, 20:35

Das ITER-Projekt ist ein entscheidender Schritt auf dem Weg zur Fusionsenergie. In der Montagehalle entstehen die zentralen Bauteile des Tokamaks, der als Herzstück dieser experimentellen Anlage dient. Die gewaltigen Magnetspulen, das Vakuumgefäß und die thermische Isolierung zeigen die komplexe Technik, die notwendig ist, um Energie aus der Fusion nutzbar zu machen.
Bitte unbedingt mit abstimmen unter dem Video! :)

https://www.youtube.com/watch?v=19QYsmNOITE&t=60s

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Re: Alles über die irdische Kernfusion

Beitrag von Frank » 24. Jan 2025, 15:10

Stabiles Plasma: Der chinesische Fusionsreaktor EAST hat einen neuen Weltrekord beim Plasmaeinschluss aufgestellt. Erstmals hielt der doughnutförmige Testreaktor das Millionen Grad heiße Fusionsplasma für 1.066 Sekunden im sogenannten H-Modus. Dieser Hochenergiezustand kann Energie und Hitze besonders gut halten und gilt als Voraussetzung für die stabile, anhaltende Kernfusion in Tokamak-Fusionsreaktoren wie EAST oder dem in Frankreich gebauten internationalen Großreaktor ITER.
Ein wirklich großer Erfolg aber......
Das Problem der Stabilität
Allerdings gibt es einen Haken: Im H-Mode kommt es am dichten Plasmarand immer wieder zu heftigen Eruptionen. Diese sogenannten Edge Localized Modes (ELM) schleudern Millionen Grad heißes Plasma nach außen und können die Wände der Fusionsreaktoren beschädigen. „In kleinen Testreaktoren sind ELMs verkraftbar, aber im viel größeren ITER wären sie so stark, dass die beschichteten Wandoberflächen des Vakuumbehälters schmelzen würden“, erklärt Wolfrum.

Fusionsforscher arbeiten deshalb weltweit daran, diese Plasmaausbrüche einzudämmen und so das Fusionsplasma stabiler zu machen. Am EAST-Reaktor ist es den Physikern nun gelungen, alle Parameter so einzustellen, dass das Fusionsplasma über 1.066 Sekunden hinweg stabil im H-Mode blieb. „Ein Fusionsreaktor muss tausende Sekunden lang stabil in diesem hocheffizienten Modus laufen, um künftig eine Stromerzeugung zu ermöglichen“, erklärt Yuntao Song, Leiter des Instituts für Plasmaphysik (ASIPP) in Hefei. Der aktuelle Rekord sei ein entscheidender Schritt zu einem solchen Reaktor.

Die im EAST-Fusionsreaktor gewonnenen Erkenntnisse werden auch dem internationalen Testreaktor ITER zugutekommen. Denn China ist seit 2006 Mitglied in der Kooperation, die diesen weltgrößten Fusionsreaktor baut und betreiben wird.

Quelle: Chinese Academy of Sciences Headquarters, Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
https://www.scinexx.de/news/physik/chin ... ekord-auf/

Es sind immer wieder "entscheidende" Schritte und "Meilensteine". Man darf aber auf keinen Fall meinen, dass nun in 10 Jahren alle Energieprobleme auf der Erde gelöst währen.
Dazu kommt, dass auch Kernfusionskraftwerke, am Ende nur thermische Kraftwerke sind.
Das will heißen, wir nutzen die größte Kraft des Universums, um am Ende Wasser heiß zu machen.

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