Kernfusion:erstmals wurde mehr Energie erzeugt, als zum Auslösen der Reaktion nötig war

Die Vereinigten Staaten verkünden einen wichtigen Meilenstein in der Kernfusion:Zum ersten Mal in der Geschichte konnte eine positive Bilanz erzielt werden.

• Das US-Energieministerium hat einen Durchbruch auf dem Gebiet der Kernfusion angekündigt.
• Erstmals in der Geschichte der Experimente konnte eine positive Bilanz der erzeugten Energie erzielt werden.
• Es wird noch Jahrzehnte dauern, bis die Kernfusion für zivile Zwecke genutzt werden kann.

Die USA verkünden den Durchbruch bei der Kernfusion:zum ersten Mal war es so eine Reaktion wurde erfolgreich durchgeführt mit einem Nettoenergiegewinn, d. h. mit mehr erzeugter Energie, als zum Auslösen der Reaktion aufgewendet wurde.Der Meilenstein wurde von US-amerikanischen Wissenschaftlern der National Ignition Facility und des Lawrence Livermore National Laboratory in Kalifornien erreicht.

Die Nachricht wurde am 13. Dezember 2022 vom US-Energieministerium offiziell veröffentlicht.Das Ergebnis des Experiments wurde als dargestellt ein großer Fortschritt in der Forschung – inzwischen Jahrzehnte alt –, Energieerzeugungssysteme durch Kernfusion zu erhalten, eine als sauber und sicher geltende Quelle, die unserer Wirtschaft helfen würde, der Abhängigkeit von dieser zu entkommen fossile Brennstoffe.

Was ist Kernfusion?

Fusion ist eine Kernreaktion, bei der sich die Kerne von zwei oder mehr Atomen verbinden und den Kern eines neuen chemischen Elements bilden, mehr oder weniger das Gegenteil der Kernspaltung, bei der die Atome durch eine Kettenreaktion gespalten werden.Der Abbau leichter Elemente (z. B. Wasserstoff) zu schwereren Elementen setzt eine enorme Menge an Energie frei dabei.Wissenschaftler versuchen seit langem, die Reaktion, die die Wärme und das Licht der Sonne und anderer Sterne erzeugt, im Labor zu reproduzieren, um sicherzustellen, dass die Menschheit über ein enormes Potenzial verfügt nachhaltige Energiequelle und geringe CO2-Emissionen.

Damit Fusion im Labor möglich ist Es ist eine große Menge an zugeführter Energie erforderlich, in der Lage, die elektromagnetische Abstoßung der Kerne zu überwinden.Und das war schon immer das Haupthindernis bei der Umsetzung der Kernfusion im Labor:Das bisher am weitesten fortgeschrittene Forschungsprojekt war der Prototyp von Kernreaktor Iter, das die Versuchsphase im Jahr 2035 abschließen und dann erst im Jahr 2050 wirklich in Betrieb gehen soll.Zu spät, um zu helfen Energiewende hin zu nachhaltigeren Quellen.

Ein Ziel, das zum ersten Mal erreicht wurde

In den Vereinigten Staaten, einen Großteil der Arbeit auf dem Gebiet der Kernfusionsforschung findet in der National Ignition Facility (Nif) des Lawrence Livermore National Laboratory in Kalifornien statt, in einem Gebäude von der Größe von drei Fußballfeldern.Das NIF-Projekt erzeugt Energie aus der Kernfusion durch sogenannte Kernfusion „Thermonukleare Trägheitsfusion“:In der Praxis richten Wissenschaftler den Strahl von 192 Lasern gleichzeitig auf einen winzigen Metallzylinder, in dessen Inneren sich eine kugelförmige Kapsel mit einem Durchmesser von drei oder vier Millimetern befindet, die aus zwei Schlüsselelementen besteht, um die Kernfusionsreaktion zu bewirken:Deuterium und Tritium.In wenigen Augenblicken steigt die Temperatur um 3 Millionen Grad Dadurch schmolz der Zylinder und die beiden Metalle reagierten und setzten enorme Energiemengen frei.

Letztes Jahr hat die NIF verkündete er erhalten haben eine 70 Prozent effiziente Kernfusionsreaktion, das heißt, es ist in der Lage, 70 Prozent der Energie zu produzieren, die zum Auslösen der Reaktion selbst benötigt wird.Ein gutes Ergebnis, aber immer noch im negativen Bilanzbereich.Mit der heutigen Ankündigung soll die Kernfusion für zivile Zwecke genutzt werden es könnte näher sein.Wie bereits erwähnt, haben die Forscher tatsächlich Folgendes erhalten: erstmals in der Geschichte Bei Experimenten auf diesem Gebiet wird mehr Energie aus einer Kernfusionsreaktion gewonnen, als zugeführt wird.

Aber wir sind noch weit davon entfernt, unsere Häuser mit Strom zu versorgen

Kurz gesagt, gute Nachrichten.Aber Vorsicht:Du musst warten noch eine lange Zeit bevor diese Technologie unsere Häuser mit Strom versorgen kann.Die große Herausforderung bei der Nutzung von Fusionsenergie besteht darin, sicherzustellen, dass sie über einen bestimmten Zeitraum anhält genug Zeit, um die Stromnetze mit Strom versorgen zu können und Heizsysteme auf der ganzen Welt.Der von den USA angekündigte Wendepunkt ist ein Schritt vorwärts in diese Richtung, aber nach oben ein noch zu kleiner Maßstab im Vergleich zu dem, was zum Betrieb auch nur eines einzelnen Kraftwerks benötigt wird.Tatsächlich würde die erzeugte Energie derzeit ausreichen, um 10 Wasserkocher Wasser zu erhitzen.

„Sie werden es nehmen Jahrzehnte bis zur kommerziellen Nutzung von sauberer Energie aus Kernfusion nach dem Experiment in Kalifornien“, sagte Kim Budil, Direktorin des Lawrence Livermore National Laboratory, wo der Test durchgeführt wurde."Es gibt sehr erhebliche Hindernisse, nicht nur auf wissenschaftlicher, sondern auch auf technologischer Ebene“, begann er.„Das war die einmalige Zündung einer Kapsel, aber um kommerzielle Fusionsenergie zu gewinnen, braucht man viele Dinge.Man muss in der Lage sein, viele Fusionszündereignisse pro Minute zu erzeugen, und man muss über ein robustes System von Antriebselementen verfügen, um diese zu ermöglichen.“Der Forscher prognostiziert, dass „mit konzertierten Anstrengungen und Investitionen, und ein paar Jahrzehnte Forschung an den notwendigen Technologien werden wir in der Lage sein, ein Kraftwerk zu bauen.“

Diesbezüglich wurde es nicht geklärt Wie viel kostet ein Reaktor? in der Lage, Kernfusionsenergie zu erzeugen.Weitere im Bau befindliche Projekte liefern uns einige Schätzungen:Der Prozess sollte 13 Milliarden Euro kosten – aber es gibt diejenigen, die sagen, es könnte sein leicht 30 Milliarden erreichen – ganz zu schweigen von der enormen Energiemenge, die für die Fortsetzung der Experimente benötigt wird.Die Hoffnung ist, dass zumindest Letzteres von nun an durch die Experimente selbst „zurückgezahlt“ wird.