Broschüre "Kernfusion" - KIT - PL FUSION
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Mit dem weltweit führenden europäischen<br />
Tokamak JET (Joint European<br />
Torus) steht die Entwicklung der<br />
Kernfusion heute bereits kurz vor<br />
dem Break-Even: 65% der zur Erzeugung<br />
des JET-Plasmas aufgewendeten<br />
Energie kann durch Fusion zurück<br />
gewonnen werden (Q = 0,65,<br />
Abb. 3). JET erzeugte so erstmals<br />
1997 etwa 16 Millionen Watt durch<br />
Fusion, kann den Break-Even selbst<br />
zurzeit aber – genau wie die Zündung<br />
– aus physikalischen Gründen nicht<br />
erreichen. Dazu bedarf es eines nächsten<br />
Schrittes – eines neuen und größeren<br />
Fusionsexperiments.<br />
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Abb. 3:<br />
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Meilensteine der Fusionsforschung:<br />
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Der europäische Tokamak JET hält mit 65 %<br />
Ausbeute und 16 Megawatt Fusionsleistung<br />
den Weltrekord, gefolgt vom amerikanischen<br />
Tokamak TFTR in Princeton, der bereits 1994<br />
mehr als 10 Megawatt durch Fusion erzeugen<br />
konnte, heute allerdings still gelegt ist.<br />
(Grafik: FZJ)<br />
Ergebnisse von Tokamak-Experimenten<br />
aus mittlerweile mehr als vier<br />
Jahrzehnten haben zum Verständnis<br />
der physikalischen Prozesse im Fusionsplasma<br />
beigetragen. Eine Vielzahl<br />
von Anlagen verschiedenster<br />
Größenordnungen umfassend, konnte<br />
auf diese Weise eine weltweite Datenbank<br />
aufgebaut werden, die eine<br />
Modellierung wichtiger Zustandsgrößen<br />
erlaubt, so z.B. der kritischen Eigenschaft<br />
der Wärmeisolation (siehe<br />
„vorhergesagte und gemessene Einschlusszeit“<br />
in Abb. 4). Unter der<br />
Einschlusszeit versteht man diejenige<br />
Zeitspanne, die eine im Plasma enthaltene<br />
Energiemenge festgehalten –<br />
also durch ein Magnetfeld eingeschlossen<br />
– werden kann, bevor sie<br />
durch Wärmeleitung an die Umgebung<br />
verloren geht und die Temperatur<br />
absinkt.<br />
Abb. 4: Links:<br />
Die Ergebnisse von<br />
Tokamak-Experimenten<br />
von vier Jahrzehnten<br />
erlauben eine sichere<br />
Extrapolation auf einen<br />
Betriebszustand mit<br />
hoher Netto-Energie-<br />
erzeugung (ITER).<br />
Rechts: Entwicklung<br />
der Größe von Fusions-<br />
experimenten über die<br />
Jahrzehnte mit dem<br />
Ergebnis, dass das<br />
größere Plasmavolum-<br />
en die bessere Wärme-<br />
isolation besitzt. Das<br />
im Bau befindliche<br />
internationale Fusions-<br />
experiment ITER wird<br />
voraussichtlich 2016 in<br />
Betrieb gehen und soll<br />
eine Leistung von<br />
500 Millionen Watt<br />
erzeugen. (Grafik: FZJ)<br />
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