„Künstliche Sonne“: Wie kann Kernfusion die Energiezukunft beeinflussen?

Haben Sie von dem chinesischen Projekt zur Schaffung einer „künstlichen Sonne“ hier auf der Erde gehört? Tatsächlich konzentriert sich die Initiative auf die Entwicklung neuer Technologien für saubere Energie - da aktuelle Modelle, insbesondere solche, die auf der Verbrennung von Kohle, Erdgas oder Erdöl basieren, zusätzlich zur Nachfrage überprüft werden müssen Die Energieversorgung hört nicht auf zu steigen, sie erzeugt ein riesiges Emissionsvolumen.

Die chinesische Initiative sieht den Bau eines Kernfusionsreaktors vor, der viel effizienter ist als die derzeit auf der Welt betriebene Kernspaltung. Er erzeugt dieselbe Art von Wärme, die von der Sonne erzeugt wird, und kann die Art und Weise der Energiegewinnung revolutionieren. in der Zukunft.

Künstliche Sonne?

Bevor wir mehr über den Reaktor sprechen, lassen Sie uns erklären, was diese "künstliche Sonne" ist. Sie haben vielleicht gehört, dass unser Stern "arbeitet", indem er den Wasserstoff in seinem Kern verbrennt, oder? Wegen des dortigen extremen Drucks, aufgrund der extrem hohen Gravitationskraft, nähern sich Wasserstoffatome und kollidieren miteinander, schmelzen zu Helium - und setzen dabei enorme Energiemengen frei, die verursacht werden Es wird vom Stern im gesamten Sonnensystem ausgestrahlt und ermöglicht das Leben auf der Erde.

Die Replikation dieser Bedingungen in einem Reaktor hier auf unserem Planeten ist natürlich eine ziemliche Herausforderung, aber Wissenschaftler auf der ganzen Welt haben seit einiger Zeit versucht, diese Bedingungen zu reproduzieren. Um sich ein Bild zu machen, erzeugt die Kernfusion mindestens 4 Millionen Mal mehr Energie als in Wärmekraftwerken durch Verbrennen von Kohle, Gas oder Öl und 4 Mal mehr als in funktionierenden Kernkraftwerken mit Kernspaltung.

Die Chinesen haben jedoch erhebliche Fortschritte bei der Kernfusion erzielt, und viele andere Länder haben sich den Bemühungen angeschlossen. Die in China gebaute „künstliche Sonne“ besteht aus einem Donut-förmigen Reaktor, der unter dem Akronym EAST bekannt ist und als erster weltweit die Voraussetzungen für die freie Übersetzung des experimentellen fortgeschrittenen supraleitenden Tokamak oder des experimentellen fortgeschrittenen Tokamak-Supraleiters bietet Kernfusion könnte passieren.

Übrigens gelang es den Wissenschaftlern bei EAST, die Fusionsreaktionen für mehr als 100 Sekunden aufrechtzuerhalten - 102, genauer gesagt, ein Rekord - und Temperaturen von 100 Millionen Grad Celsius zu erreichen, was dem Sechsfachen der Temperatur entspricht. Die Kerntemperatur der Sonne Beeindruckend, stimmst du nicht zu? Denn wenn wir endlich in der Lage sind, die Kernfusion effizient zu kontrollieren und aufrechtzuerhalten, ist das Versprechen, dass Reaktionen zu praktisch unerschöpflichen Energiequellen werden. Und vor allem: saubere Energie.

Wo die Magie passiert

Da Tokamak so funktioniert, dass wir hier auf unserem Planeten die im Kern der Sonne vorhandene Gravitationskraft nicht reproduzieren können, müssen Wasserstoffisotope absurden Temperaturen ausgesetzt werden, bis sie zu einem Plasma werden und ihre Atome miteinander verschmelzen und sich mit diesen verbinden das, Energie. Es muss eine große Menge an Partikeln vorhanden sein, um so viele Kollisionen wie möglich zu gewährleisten, und es müssen sehr starke Magnetfelder vorhanden sein, damit diese "Unebenheiten" immer schneller auftreten.

Diese Reaktionen finden alle in einer Vakuumkammer statt, die mit Sensoren und anderen Geräten gefüllt ist. Seine Wände absorbieren die erzeugte Wärme, die wiederum von einem Kraftwerk zur Erzeugung von Dampf und dann zur Stromerzeugung aus Turbinen und Generatoren verwendet wird. Das Tolle an dem Verfahren ist, dass es nicht nur strahlungsarme Materialien verwendet und deren Nebenprodukte in den Reaktionen selbst wiederverwendet werden können, sondern auch keine Treibhausgasemissionen oder radioaktiven Abfälle verursacht, wie dies bei thermoelektrischen Anlagen der Fall ist. Kernspaltung und bietet ein geringeres Unfallrisiko.

Energetische Zukunft

Heute gibt es weltweit 18 Tokamak - Testreaktoren, darunter den aus China bekannten, und es gibt ein milliardenschweres internationales Kooperationsprojekt mit dem Namen International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER), an dem 35 Länder beteiligt sind, darunter die USA, Russland, Indien, Südkorea, Japan, China und die Europäische Union. Es wird erwartet, dass dieser Reaktor Temperaturen in der Größenordnung von 150 Millionen Grad Celsius erzeugt.

Die Initiative konzentriert sich auf den Bau eines Tokamak in Südfrankreich in der Provence, der Technologien von EAST und anderen Kernfusionsreaktoren für die Forschung einbeziehen wird. Darüber hinaus befindet sich in der chinesischen Provinz Sichuan ein weiteres Zentrum im Bau, das in der Lage sein wird, Temperaturen zu erzeugen, die dreizehn Mal höher sind als der Kern der Sonne - oder in der Größenordnung von 200 Millionen Grad Celsius - und Forschungsarbeiten im Zusammenhang mit dem Kernfusion weiter.

Wenn alles wie erwartet verläuft, sollte der Bau des Reaktors in Sichuan bis 2021 sowie des Reaktors in ITER abgeschlossen sein, und der Standort sollte 2025 mit den ersten Plasmaprüfungen beginnen. Wenn die Experimente zufriedenstellend sind und die Technologie Fortschritte macht, sind die Erwartungen hoch Bis 2035 wird es möglich sein, einen industriellen Prototypen zu bauen - und bis 2050 wird eine Anlage in Betrieb gehen, die in der Lage sein wird, großtechnische kommerzielle Energie zu erzeugen.

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