this post was submitted on 04 Aug 2023
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Energie
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das ist Trägheitsfusion, als Kraftwerk völlig ungeeignet. Wer behauptet damit Energie erzeugen zu wollen ist entweder dumm oder lügt.
Da ich leider zu wenig von der Materie verstehe: Warum ungeeignet?
erstens hat bisher niemand geschafft netto Energie zu gewinnen dabei. die Pressemeldungen die das behaupten sind alle clickbait und unterschlagen die Verluste der laser. es wurde keine Energie gewonnen sondern bisher 99% vernichtet (1).
zweitens ist sowohl Herstellung als auch Positionierung der Pellets sehr komplex und teuer. hier die Wikipedia Zusammenfassung wie das Brennmaterial aussieht (2):
"Der Fusionsbrennstoff, ein Gemisch aus den Wasserstoffisotopen Deuterium und Tritium, befindet sich als dünne, gefrorene Schicht (18 Kelvin) an der Innenseite einer 2 mm kleinen, kugeligen Kunststoffkapsel mittig in einem kleinen vergoldeten Metallzylinder. Die beiden Öffnungen an den Enden des Zylinders sind zum Wärmeschutz mit jeweils zwei Lagen dünner Folie abgedeckt. Die äußere Folie erwärmt sich durch die Umgebungsstrahlung auf 25 K, genug, um im Vakuum der Kammer einen womöglich vorhandenen Rest kondensierter Luft verdampfen zu lassen.[6] Die Folien sind aber durchlässig für die Laserstrahlen, die an der Kapsel vorbei (indirect drive) auf die innere Oberfläche des Zylinders zielen."
wichtig auch hier das der Zylinder nahezu perfekt geformt und getroffen werden muss damit die thermische Expansion den Brennstoff richtig komprimiert.
es erscheint extrem schwierig das ~10 Mal pro Sekunde mit hinreichender Präzision durchzuführen und jedes Mal perfekt zu treffen, oder auch nur genug Brennmaterial zu akzeptablen kosten mit hinreichender Präzision zu fertigen. bisher hat niemand auch nur im Ansatz gezeigt dass das möglich wäre.
wenn dich der tatsächliche stand der Fusionsforschung interessiert gibt es eine gute Vorlesung von Prof Hartmut zohm zu dem Thema (3), die auch für Laien leicht verständlich gehalten ist.
(1) https://www.spektrum.de/kolumne/die-zukunft-der-kernfusion-liegt-immer-noch-in-der-zukunft/2090292
(2) https://de.m.wikipedia.org/wiki/National_Ignition_Facility
(3) https://youtu.be/M2f5bb9Mrq4
Vielen Dank für die ausführliche Antwort. Die Vorlesung werde ich mir sicher noch anschauen!
Abgesehen davon klingt das ganze zwar wirklich sehr schwierig, aber für mich nicht unmöglich. Sehe da Parallelen zur modernen Lithographieanlagen. Da werden werden 50.000 Zinntropfen pro Sekunde zuverlässig durch einen Laser verdampft. Ich meine in den erste Prototypen, waren das noch feste Kugeln. So etwas ist also prinzipiell möglich, auch wenn es sicher noch massig Probleme gibt, wenn man das plötzlich bei 18 K machen möchte und vermutlich auch ganze andere Toleranzen bei viel mehr Leistung einhalten muss.
Soweit ich das bisher mitbekommen habe, ist das Problem mit der Versorgung der Reaktionskammer mit neuem Brennstoff auch bei den anderen Reaktortypen noch nicht gelöst. Reicht für Versuche, aber noch keinen Dauerbetrieb. Vielleicht ist das aber leichter zu lösen? Wird man vermutlich erst hinterher wissen.
Die Herstellung der Kügelchen kann natürlich ein Problem werden. Wenn das sich nicht ausreichend skalieren lässt, um günstig genug zu werden ist die Frage berechtigt, ob das jemals wirtschaftlich wird.
Es bleibt spannend.
einen zinntropfen zu erzeugen und zu verdampfen ist grenztrivial im Vergleich dazu eine perfekte Kugel von innen mit gefrorenem Deuterium/tritium zu beschichten, sie in einen perfekten Zylinder einzuschließen, und das ganze Konstrukt dann so präzise mit einem laser zu treffen das die Druckwelle der verdampfenden wand von allen Seiten gleichzeitig mit der selben Geschwindigkeit loslaeuft.
aktuell braucht man etwa 24h um die Anlage vorzubereiten, das Pellet zu positionieren, und die laser auszurichten. für den kraftwerkeinsatz müsste man das mindestens 10x pro Sekunde erreichen, das ist 864000 Mal so schnell. Und dazwischen müssen auch noch die Überreste des letzten Pellets aus der Brennkammer kommen und die freigewordene Energie in elektrischen Strom umgewandelt werden. es gibt noch nichtmal Grundlagenforschung wie das möglich sein könnte, die NIF ist ein reines Kernwaffen forschungs Labor und kein Kraftwerk.