Untitled - IRS

152 KAPITEL 5. LASER FÜR DIE KERNENERGIE
Abbildung 5.5: Leistungsdichte bei der Kernfusion abhängig von der Energie der
Stoßpartner [Raed86]
zu herkönmmlichen Kraftwerken, arbeitet ein zukünftiges Fusionskraftwerk nicht im Dauerbetrieb.
Das Plasma kann nur über begrenzte Zeiträume (Dauer τb) eingeschlossen werden (die
genauen Ursachen werden später diskutiert) und daher ergibt sich zwangsläufig ein gepulster
Betrieb. Wie lange diese Pulse mindestens daueren müssen, um eine wirtschaftlich sinnvolle
Energieumsetzung zu erzielen ergibt sich aus dem Lawson Kriterium einer Aufstellung der
Energiebilanz (Abb. 5.6):
Das Plasma wird auf die Energie
ɛth = 3
2 (nine)kBT (5.11)
aufgeheizt, die mit dem Wirkungsgrad ηth aus elektrischer Energie ɛel gewonnen wird. Im
Plasma erzeugt man zusätzlich zu ɛth die Fusionsenergie
ɛfus = Pfτb
� �
�
�Pf =
V
pfd 3 x . (5.12)
Der Gesamtwärmeinhalt wird via Dampferzeuger und Turbine mit dem Wirkungsgrad ηe in
elektrische Energie ɛel umgesetzt. Um selbsterhaltend zu arbeiten, muß die Energiebilanz mindestens
ausgeglichen sein, also genauso viel Enrgie von dem System erzeugt werden, wie zur
Heizung verbraucht wird (Abb. 5.6). Zur Energiegewinnung muß entsprechend viel Überschuß-