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ITER-Projekt, Frankreich
Kern Fusion

Projekt ITER, ein experimenteller Kernfusionsreaktor in Frankreich

Projekt ITER, ein experimenteller Kernfusionsreaktor in Frankreich

Der Fusionsversuchsreaktor ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) ist ein wissenschaftliches Experiment in großem Maßstab, mit dem die Kernfusionsquelle getestet werden soll. Derzeit befindet sich der ITER-Kernfusionsreaktor im südfranzösischen Cadarache im Bau.

Auf industrieller Ebene gibt es noch keine Kernfusion. Seit den 1950er Jahren wird die Nutzung der Energie untersucht, die bei der Kernfusion von leichten Atomen zu schwereren Atomen entsteht.

Die Entwicklung der Kernfusion wird aus zwei grundlegenden Gründen als sehr wichtig für die Zukunft der Atomenergie angesehen:

  • Die große Menge an Energie, die bei diesem Prozess freigesetzt wird

  • Die Leichtigkeit, die für die Fusion notwendigen Wasserstoffisotope zu erhalten: Deuterium und Tritium.

Sieben Partner beteiligen sich am ITER-Kernfusionsprojekt. Die ITER-Mitglieder sind Indien, China, die Europäische Union, Japan, Russland, die Vereinigten Staaten und Südkorea. Weitere Informationen hierzu finden Sie auf der ITER-Website .

Innerhalb der internationalen Programme haben die EU und das Vereinigte Königreich über das Magnetic Confinement System den „Joint European Torus“ (JET) errichtet. Die bei JET durchgeführten Experimente ermöglichten es, die Möglichkeit zu demonstrieren, den Fusionsprozess im Plasma aufrechtzuerhalten.

Nach Abschluss des ITER-Projekts wird der weltweit größte Tokamak gebaut.

Was ist der Zweck des ITER-Projekts?

Der ITER-Kernfusionsreaktor erzeugt keinen elektrischen Strom. Ziel des ITER-Reaktors ist es, kritische wissenschaftliche und technische Probleme zu lösen, um die Kernfusion in industriellen Anwendungen einsetzen zu können.

Projekt ITER, ein experimenteller Kernfusionsreaktor in FrankreichFoto: ITER Organisation / EJF Riche

Es wird berechnet, dass die Fusionsvorrichtung einen Verstärkungsfaktor von 10 hat. Dies bedeutet, dass der Reaktor pro 50 MW Eingang 500 MW Leistung erzeugt.

Eines der Ziele ist es, dass ITER das Ziel erreicht, etwa fünfhundert Sekunden lang kontinuierlich Energie produzieren zu können. In dieser Zeit könnten rund 500 MW brutto produziert werden. Im Moment ist es nur eine experimentelle Testanlage.

Es gibt die Idee eines weiteren zukünftigen Projekts für einen Testfusionsfusionsreaktor, der bereits weniger experimentell ist. Dieser Testreaktor wäre demjenigen ähnlicher, der in einem Kernkraftwerk mit dem vorläufigen Namen DEMO verwendet werden könnte.

Der Zweck des International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) besteht darin, die Technologie zur Gewinnung sauberer Energie durch Kernkraft im kommerziellen Maßstab zu entwickeln. Wenn diese Fusionsforschung erfolgreich ist, würde die durch Kernfusion erzeugte Energie aufgrund des Wasserstoffreichtums als erneuerbare Energie betrachtet.

Was ist der Tokamak-Kernreaktor?

Ein Tokamak ist eine experimentelle Maschine, die zur Nutzung der Fusionsenergie entwickelt wurde. Im Tokamak manifestiert sich die Energie in Form von Wärme.

Um die Wärme zu erhalten, verwendet das ITER Tokamak-Gerät sehr starke Magnetfelder, um das Plasma einzuschränken und zu steuern.

Das Herzstück des Tokamak ist eine Donut-förmige Vakuumgefäßkammer. In der Kammer ist der Wasserstoff enormen Drücken und Temperaturen ausgesetzt. Aufgrund dieser Bedingungen wird der Wasserstoffbrennstoff in ein Plasma umgewandelt, um die Fusionsreaktionen seiner Atome zu ermöglichen.

ITER wird mit einem Kühlwassersystem ausgestattet. Dieses System ermöglicht die Verwaltung der während des Betriebs erzeugten Wärme. Die Innenflächen des Vakuumgefäßes müssen nur wenige Meter vom 150-Millionen-Grad-Plasma entfernt auf ungefähr 240 ° C abgekühlt werden.

Wann wird der ITER-Reaktor in Betrieb gehen?

Der Bau des ITER-Kernfusionsreaktors begann im Jahr 2010. 2015 wurden die ersten großen Komponenten bewegt.

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Die Prognosen sind:

  1. Erste Montagephase im Jahr 2018

  2. Anlaufphase im Jahr 2024

  3. Erhalten Sie das erste Plasma im Dezember 2025.

  4. Beginn des Kernfusionsbetriebs im Jahr 2035.

Der International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER), das weltweit größte Kernfusionsprojekt, begann am Dienstag, dem 28. Juli 2020, seine fünfjährige Montagephase. An diesem Tag ergriff der französische Präsident Emmanuel Macron das Wort, um den Beginn der Montage der Meisterwerke von zu unterstützen der ITER-Fusionsreaktor.

Warum befindet sich ITER in Frankreich?

Anfänglich waren die drei Standorte, die um das Projekt konkurrierten: Europa (Südfrankreich und Spanien), Kanada und Japan:

  • Die kanadische Regierung zeigte Interesse an der Ausrichtung des Projekts in Darlington bei Toronto.

  • Japan reichte seine Kandidatur bei Rokkan Homura ein.

  • Frankreich bot sein Cadarache-Atomzentrum an.

  • Spanien schlug seinen Standort in Vandellós I vor.

Ende 2003 beschloss die Europäische Kommission, den französischen Cadarache, der der endgültige Gewinner war, als europäische Kandidatur vorzustellen. Daher ist einer der Beiträge der UE zu ITER der Standort.

Projekt ITER, ein experimenteller Kernfusionsreaktor in Frankreich

Was ist Kernfusion?

Die Kernfusion ist eine Reaktion, bei der zwei Atomkerne (z. B. Deuterium) zu schwereren Kernen werden (im Beispiel Helium). Diese Reaktionen können eine große Energieemission in Form von Gammastrahlen und kinetischer Energie der emittierten Teilchen erzeugen. Diese Energieemission ist eine merkliche Massenabnahme nach der berühmten Einstein-Formel E = mc 2.

Die Kernfusion erfordert keinen nicht erneuerbaren Brennstoff, der so knapp ist wie Uran. Andererseits ist es viel schwieriger zu beginnen.

Bisher wurde der Gleichgewichtspunkt zwischen der Energie, die zur Beschleunigung und Begrenzung des Plasmas benötigt wird, und der Energie, die durch die Fusion einiger Partikel erhalten wird, nicht erreicht. Es gibt jedoch keine theoretischen Gründe dafür, sondern nur technische Gründe, die das internationale ITER-Projekt zu lösen versucht.

Was ist der Unterschied zwischen Fusion und Spaltung?

Im Gegensatz zur Spaltung, bei der ein sehr schweres Atom (z. B. Uran oder Plutonium) gebrochen und leichter erscheinen gelassen wird.

Die Fusion besteht darin, leichte Atome zu verbinden und sie schwerer zu machen. Der entstehende radioaktive Abfall hat im Vergleich zur Spaltung eine extrem kurze Halbwertszeit. Dies kann ungefähr ein Tag sein. Das heißt, in ungefähr einem Tag hören sie auf, radioaktiv zu sein, oder verringern ihre Gefahr erheblich, obwohl es im Fall von Uran mehr als 300.000 Jahre dauern kann, bis sie nicht mehr radioaktiv sind.

Da die Kernspaltung noch nicht realisierbar ist, verwenden alle Kernkraftwerke auf der ganzen Welt die Fisionstechnologie für den Betrieb.

Vorteile der Kernfusion

Kernfusion hat viele Vorteile:

  • Primärbrennstoffe sind billig, reichlich vorhanden, nicht radioaktiv und leicht zu finden.

  • Es ist ein eigensicheres System. Die Fusionsreaktion ist keine Kettenreaktion.

  • Es ist sauber. Durch die Fusion entstehen keine Gase mit Treibhauseffekt.

  • Die Radioaktivität ist extrem gering.

Referenzen

Autor:

Erscheinungsdatum: 6. Mai 2014
Geändert am: 23. September 2020