Sechsmal heißer als die Sonne: Löst Chinas Fusionsreaktor das Welt-Stromproblem?

von Tobias Stahl am 21.11.2020

100 Millionen Grad Celsius für zehn Sekunden. In China gelang es kürzlich, in einem Kernfusionsreaktor die Kernfusion für einen längeren Zeitraum aufrecht zu erhalten. Dieser Vorgang, der bisher nur sehr selten glückte, könnte die Zukunft der Energieerzeugung verändern. Zunächst müssen aber noch einige Hürden überwunden werden.

Kernfusion ist der Prozess, der unserer Sonne und anderen Sternen ihre Energie verleiht. Bei einer Kernfusion verschmelzen zwei gleich geladene, leichte Atomkerne zu einem größeren Atom – ein Prozess, bei dem viel Energie freigesetzt wird.

Um eine Kernfusion zu erzielen und daraus Energie 'ernten' zu können, muss jedoch zunächst sehr viel Energie investiert werden. Ganz ähnlich wie zwei Magnete, bei denen die beiden Pole einander abstoßen, stoßen auch gleich geladene Atomkerne einander ab. Um sie fusionieren zu lassen, machen Sterne sich ihre massive Größe zunutze, die einen immensen Druck im Kern der Sterne erzeugt.

Das Problem für uns Menschen: Auf der Erde gibt es bisher nicht die erforderliche Technologie, um diese Art von Druck aufzubauen. Es gibt jedoch einen anderen Weg, um eine Kernfusion in Gang zu setzen: Man muss extreme Temperaturen erzeugen. Je höher die Temperatur ist, umso schneller bewegen sich die Atome im Inneren des Reaktors und umso eher stoßen sie zusammen und fusionieren dabei.


So ist es nun auch in der chinesischen Millionenstadt Hefei gelungen. Dort wurde der Fusionsreaktor EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) gebaut, der kürzlich als einer von wenigen Reaktoren weltweit eine Kernfusion für 10 Sekunden aufrecht erhalten konnte.

Die Erzielung der richtigen Temperatur für eine Kernfusion ist ein Balanceakt, erklärt das US-Nachrichtenportal Business Insider. Wenn die Temperatur zu niedrig ist, bewegen die Atome sich zu langsam, um zu fusionieren. Ist die Temperatur zu hoch, bewegen die Atome sich zu schnell und fliegen aneinander vorbei. Die Idealtemperatur für eine Kernfusion liegt bei rund 100 Millionen Grad Celsius – das ist etwa sechsmal so heiß wie unsere Sonne, in deren Kern ungefähr 15 Millionen Grad erreicht werden.

Um solche Temperaturen erzielen zu können, ist zunächst eine riesige Menge Energie notwendig: Im EAST wurden mehr als 10 Megawatt Strom verbraucht, um den Reaktor auf die nötige Temperatur zu bringen. Als der EAST nach zehn Sekunden Kernfusion abgeschaltet wurde, hatte er nicht einmal die Hälfte der verbrauchten Energie wieder erzeugt.


Die Abschaltung war jedoch vornherein geplant, denn bis mit Kernfusion tatsächlich in großem Stil zur Energieerzeugung genutzt werden kann, haben die Wissenschaftler noch einige Forschungsarbeit vor sich. Der EAST ist ein kleiner, experimenteller Reaktor von nur einigen wenigen Metern Größe. Er wurde nicht zur Erzeugung von Strom, sondern zu Forschungszwecken gebaut.

Die langwierige Arbeit und der Energieaufwand könnten sich jedoch auszahlen: Wenn die Menschheit eine Möglichkeit zur Erzeugung einer stabilen Kernfusion findet, wären unsere Stromprobleme wahrscheinlich gelöst. Weiterer Vorteil: Bei dem Vorgang entsteht kein radioaktiver oder anderweitig gefährlicher Abfall. Noch dazu kann man einen solcher Fusionsreaktor mit Deuterium betreiben, das beispielsweise aus Meerwasser gewonnen werden kann - einer erneuerbaren, nachhaltigen Ressource.

Quell: https://efahrer.chip.de/news/sechsmal-heisser-als-die-sonne-china-will-welt-stromproblem-mit-kernfus

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