Frage von philimo, 72

Wie halten Fusionsreaktoren die enormen Temperaturen aus?

In Greifswald wurde letztens ein Fusionsreaktor für 25ms angeworfen und hat ein Plasma entwickelt mit mehreren Millionen °C, meine Frage ist daher, wie die Wände des Reaktors diese extremen Temperaturen aushalten können. Und entsteht beim Erzeugen von zb. Heliumplasma auch ein Abfallprodukt?

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von haku7, 40

Nun ja kein Material im bekannten Universum kann solche Temperaturen aushalten.

Einerseits isoliert man das Plasma in einem Magnetfeld, der direkte Kontakt mit den Wänden wird somit vermieden.

Da die Hitze trotzdem auf das Material wirkt, wird sowas wie eine fortschrittliche Kupferlegierung mit bestimmten Fasern eingesetzt um die eingehende Wärme an einen Wasserkreislauf abzugeben. Die Fasern sind hitzebeständig und geben der Wand ihre Stabilität und Festigkeit.

Soweit ich weiß werden die Wände radiaktiv, da zu viele Neutronen auf die einprasseln. Es fällt also Atommüll an.

Kommentar von philimo ,

Schade, also ist Fusionsenergie doch nicht so Umweltfreundlich, wie ich dachte^^. Ich dachte, es würde kein Atommüll anfallen, aber nachdem dies der Fall ist, welche Vorteile birgt ein Fusionskraftwerk dann?

Kommentar von Agronom ,

Die Radioaktivität ist fast bedeutungslos im Vergleich mit der bei Kernspaltungsreaktoren.

Rund 90% der radioaktive Teile erreichen nach schon 50 Jahren und der rest nach ca. 100 Jahren ein für die Umwelt unbedenkliches Level. Verglichen mit den hundertausenden Jahren bei der Kernspaltung ist das doch fast nichts.

Antwort
von PeterKremsner, 23

Zum Abfallprodukt:

Das Plasma besteht hauptsächlich aus Wasserstoffisotopen, Helium ist das eigentliche Endprodukt der Reaktion, daher ist Helium das Abfallprodukt.

Durch thermische Neutronen werden nach einiger Weile die Reaktorwände selbst Radioaktiv (Neutronenaktivierung), aber dieser Radioaktive Abfall ist wesentlich weniger radioaktiv und gefährlich als der von Spaltreaktoren.

Antwort
von OnkelSchorsch, 4

Die Frage ist in sich bereits falsch. Denn - noch gibt es keine Fusionsreaktoren.

Einer der Gründe ist genau der, dass das superheiße Plasma bisher nicht "festgehalten" werden kann. Und genau da liegt der große Fortschritt, den Wendelstein 7-X bringt.

Antwort
von Herb3472, 32

Das Plasma wird durch ein Magnetfeld in Schwebe gehalten. Wenn es Kontakt mit der Reaktorwand bekäme, würde die sofort durchschmelzen.

Antwort
von Ruenbezahl, 36

Das Plasma wird durch Magnetfelder zusammengehalten und kommt mit den Wänden nicht in Berührung. Außerdem werden die Wänder natürlich gekühlt.

Antwort
von BBoyD, 3

Ganz einfach indem das heiße Plasma die Wände nicht berührt. Durch Magnetische Flaschen wird das Plasma gefangen gehalten und von den Wänden ferngehalten. Dazu ne ordentliche Kühlung und gute, Wärmebeständige Materialien, Wärmestrahlenreflektion an den Wänden, Vakuum und schon können die Temperaturen ausgehalten werden.

Antwort
von bartman76, 35

Das Plasma wird von einem Magnetfeld isoliert und hat kein Kontakt zu den Wänden.

Kommentar von PeterKremsner ,

Kleiner Zusatz, es besteht fast kein Konvektiver Wärmetransport vom Plasma zur Wand.

Das größte Problem ist hier Wärmestrahlung, derer wirkt man mit spiegelnden Oberflächen entgegen, die die Strahlung in das Plasma zurückreflektieren.

Trotzdem müssen die Wände beachtliche Temperaturen aushalten und die werden auch Wassergekühlt.

Kommentar von bartman76 ,

Danke für die Ergänzung. Das stimmt natürlich.

Kommentar von Agronom ,

Ein gewisser Teil der Wärme muss ja auch abgegeben werden, sonst könnte man die Reaktoren nicht zur Energie"erzeugung" nutzen.

Antwort
von Bestie10, 15

Plasma wird in einem Magnetfeld gehalten

es kommt mit keiner Wand in beruehrung

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