Wie halten Fusionsreaktoren die enormen Temperaturen aus?

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7 Antworten

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.

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philimo 11.02.2016, 19:04

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?

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Agronom 11.02.2016, 19:09
@philimo

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.

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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.

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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.

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

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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.

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

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PeterKremsner 11.02.2016, 18:50

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.

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Agronom 11.02.2016, 19:12
@PeterKremsner

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

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

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