Kernfusion

Um mehr eine mögliche Lösung unseres Energieproblems zu erfahren besucht das JSC-Team des Otto-von-Taube Gymnasiums das Max-Planck-Institut für Plasmaphysik in Garching. Das große Vorbild für diese Lösung ist nichts geringeres als unsere Sonne.
Im Forschungsreaktor ASDEX Upgrade wird getestet, wie eine kontrollierte Kernfusion auf der Erde durchgeführt werden kann. Während dem Café werden wir den Reaktor besichtigen und erfahren, auf welchem Stand der Forschung die Menschheit ist, um eine künstliche Sonne auf der Erde zu erzeugen.

Otto-von-Taube-Gymnasium

Germeringer Str. 41, 82131 Gauting

17. Juli 2019, 10:00

Kategorien: Technologie

Pixabay CC 0

Thesen

1

Forschung ist "TRY AND ERROR"

2

Mit einem Fusionskraftwerk braucht man nicht vor 2050 rechnen.

3

Haare Leuchten, wenn sie ins Plasma geraten

4

Viele Kabel, alte Technik

5

ITER ist internationaler als die ISS

Als Technologie der Zukunft wird die Fusionsforschung betrachtet. Einzelne Wasserstoffatome verschmelzen bei Temperaturen von ca. 100 millionen Grad Celsius zu Helium und setzen dabei Neutronen und Energie frei. Bei dieser Temperatur lösen sich die Elektronen von den Wasserstoffkernen. Es entsteht ein Plasma, sozusagen der vierte Arregatszustand. Um das Plasma bei diesen Temperaturen einzuschließen nutzt man kreisförmige Magnetfelder. Das Problem bei der Fusion ist nicht das Erreichen der Fusionstemperatur, sondern der perfekte Plasmaeinschluss, die Aufrechterhaltung der Temperatur und das Wandmaterial, welches den Neutronenbeschuss aushalten muss. Tortz vieler Forschungen, Tests und Theorien bleibt es bei einem TRY AND ERROR wenn eine neue Komponente getestet wird. In beiden Fällen lernen die Wissenschaftler etwas neues über die Kernfusion. Der Forschungsreaktor in Garching ist bereits seit 1991 in Betrieb und untersucht Plasmaeigenschaften, vor allem die Plasmadichte, den Plasmadruck und die Belastung der Wände. Entsprechend ist es teilweise alte Technik mit sehr vielen Kabeln und auf der anderen Seite aktuelle Komponenten mit neusten Entwicklungen. Nach der Öffnung der Forschungsreaktors um neue Komponenten ein-/auszubauen muss der Reaktor durch einige Plasmaschüsse gereinigt werden. Dabei leuchtet verbrennendes organisches Material (z.B. einzelne Haare). Derzeit wird in Frankreich der Fusionsreaktor ITER gebaut. Die Fertigstellung ist im Jahr 2026 geplant. Aus den Erkenntnissen von ITER wird im Anschluss das erste Fusionskraftwerk DEMO gebaut. DEMO soll bereits mehr Energie erzeugen, als für die Plasmaerzeugung verbraucht wird. Vor dem Jahr 2050 kann mit einem wirtschaftlich rentablen Fusionskraftwerk aber nicht gerechnet werden. Die Fusionskraftwerke werden ähnlich viel Energie wie unsere aktuellen Kernkraftwerke erzeugen, aber im Gegensatz zu diesen kaum radioaktiven Abfall erzeugen. Genaugenommen werden nur die durch die Neutronen aktivierten Wandatome für die Radioaktivität verantwortlich sein. Somit eine an sich perfekte Energiequelle, eine kleine Sonne in jedem Kraftwerk.

Experte

Doktorand des Max-Planck-Instituts für Plasmaforschung Garching

Max-Planck-Institut für Plasmaforschung Garching

Betreuer

Tobias Döring

AG

Junior Science Café-AG Gauting2

Der Wahlkurs hat sich dieses Schuljahr neu zusammengefunden, weil ein Großteil des “harten Kerns” der letzten Jahre in die Oberstufe “abgewandert” ist. Der Wahlkurs besteht nun hauptsächlich aus Schülerinnen und Schülern der 8. und 9.Jahrgangstufe.Sie treffen sich einmal pro Woche in einer Sitzung, um gemeinsam Entscheidungen zu treffen. Recherchiert und organisiert wird jedoch in kleinen Teams.

Schule

Otto-von-Taube-Gymnasium

Gauting, Bayern

Autoren

JSC-Team