Frage von Justin17407, 23

Können Magnetfelder Temperaturen abhalten?

Eine ähnliche Frage stellte ich bereits, aber nach Beantwortung eines Aspekts der Frage und nicht der eigentlichen Frage stelle ich sie erneut:

Wenn sich in einem Kernfusionsreaktor Plasma mit mehreren Millionen ° befindet, sondert dieses dann nicht Wärme ab und erhitzt so das in unmittelbarer Nähe auffindbare zB Wolfram?

Expertenantwort
von Hamburger02, Community-Experte für Physik, 8

Was ist Temperatur?

Temperatur äußert sich auf der makroskopischen Ebene und wird durch die kinetische Energie der Teilchen auf der Mikroebene erzeugt. Anders formuliert: ohne Teilchen gibt es keine Temperatur.

Wärme kann auch nur dadurch übertragen werden, dass Teilchen ihre kinetische Energie über Stöße an andere Teilchen weitergeben können.

Das Plasma ist nun durch das Magnetfeld eingeschlossen und hat dadurch keinen Kontakt zur Reaktorwand. Das muss auch so sein, sonst würde das Plasma sehr schnell abkühlen. Dieser Effekt ist übrigens auch verantwortlich dafür, dass ein Fusionsreaktor nicht "explodieren" bzw. außer Kontrolle geraten kann. Ohne Kontakt zur Außenwand kann keine Wärme übertragen werden.

Anders ist das bei den frei werdenden Neutronen. Die sind elektrisch neutral und verlassen das Magnetfeld. Deren kinetische Energie wird auf die Wand übertragen, die sich dabei erhitzt.

Die entstehenden alpha-Teilchen (Heliumkerne) werden durch das Magnetfeld eingeschlossen und geben ihre kinetische Energie ans Plasma ab, welches sich dadurch weiter erhitzt.

Das ist der Idealfall. In der Praxis funktioniert das aber noch nicht so ganz. Da muss tatsächlich noch mehr Energie zugeführt werden, um die Temperatur des Plasmas zu halten, als frei wird.

Kommentar von Justin17407 ,

Vielen herzlichen dank an Sie

Antwort
von CATFonts, 16

Nein, die Magnetfelder können die Wärme nicht abschirmen, sondern nur das heiße Plasma in hinreichend großem Abstand zur Wand halten, sodass diese dann genügend Fläche hat, um hinreichend gekühlt zu werden, dass diese nicht durchgebrannt wird, diese Kühlung ist dann die Nutz-Wärme, die dann klassisch wieder Wasser so erhitzt, dass Heißdampf in Turbinen in mechanische Arbeit, und diese wieder in Strom gewandelt werden kann. Das allerdings stabil laufend hin zu bekommen, ist derzeit noch ein Problem

Aber noch mal: Das Magnetfeld isoliert NICHT die Wärme!

Kommentar von Justin17407 ,

VIELEN DANK!

Antwort
von NeoExacun, 10

Ja das tut es, allerdings nur minimal, da es erstens von einem Magnetfeld von der Reaktorwand entfernt gehalten wird und weil es zweitens verdammt wenig Masse aufweist. Das Plasma ist zwar sehr heiß, aber es ist nur ein "leichter Nebel", nichts gefährliches.

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