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Quantenmechanik, Relativitätstheorie und der ganze Rest. Wenn Sie Themen diskutieren wollen, die mehr als Schulkenntnisse voraussetzen, sind Sie hier richtig. Keine Angst, ein Physikstudium ist nicht Voraussetzung, aber man sollte sich schon eingehender mit Physik beschäftigt haben.

 
 
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Alt 22.11.18, 22:57
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physicus physicus ist offline
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Beiträge: 141
Standard Kann ein Fusionskraftwerk wirtschaftlich funktionieren?

Hallo zusammen,

ich habe mir aufgrund dieses Artikels (Quarkfusion statt Kernfusion) einmal Gedanken darüber gemacht, ob ein Fusionsreaktor (egal ob mit Quarks oder anderen Teilchen) überhaupt wirtschaftlich funktionieren kann. Dazu stellen wir uns den Reaktor in einem hermetisch abgeschlossenen Kasten vor. Für diesen gilt dann die Energieerhaltung: kein Prozess innerhalb dieses Kastens gleich welcher Art kann die Gesamtenergie des Kastens verändern, das besagt der Energieerhaltungssatz.

Wie arbeitet nun ein Fusionsreaktor? Zunächst einmal muss eine erhebliche Menge an Energie bereitgestellt werden (um die Ausgangsteilchen zu gewinnen, diese dann zum Zielteilchen zu verschmelzen, usw.).

Diese Energie muss dem abgeschlossenen Kasten dann zugeführt werden. Und nun erwarten wir, dass dieser Kasten uns etwas im Gegenzug dafür zurückgibt, und zwar mehr Energie, als wir hineingesteckt haben, sonst lohnt sich die ganze Sache ja wirtschaftlich nicht.

Nur, wie soll das gehen? Laut Energieerhaltung können wir die Energie im Kasten ja nicht auf wundersame Weise vermehren, denn kein Prozess innerhalb des Kastens kann die Gesamtenergie des Kastens verändern (egal, was wir darin machen: ob Kernfusion, Autorennen, oder Sackhüpfen). Ein Fusionskraftwerk ist also schon auf dem Papier ein Verlustgeschäft. Dafür sorgt der Energieerhaltungssatz.

Was ist nun mit der Sonne, die gemäß dem Autor des Artikels genau das macht, was wir uns erhoffen:
Zitat:
Die Sonne erzeugt durch die Fusion von Wasserstoff- zu Heliumkernen große Mengen an Energie.
Nun, erstens, erzeugt die Sonne überhaupt keine Energie. Folge des Energieerhaltungssatzes ist nämlich u.a., dass Energie nicht erzeugt, oder vernichtet, werden kann; sie kann nur freigesetzt, wieder gebunden, umgewandelt werden etc. Korrekt ist also, dass die Sonne Energie freisetzt. Und der zweite Punkt dabei ist, niemand braucht Energie in die Sonne hineinzustecken, weil die Kernfusion aufgrund der grossen Eigengravitation der Sonne ganz von alleine abläuft.

Wieso "funktioniert" nun ein Kernkraftwerk, das gegenteilige Prinzip? Weil hier etwas völlig anderes gemacht wird. Die riesigen Mengen an benötigter Energie führen wir ihm in Form von Materie (Uran/Plutonium) zu, die wir mit verhältnismässig wenig Aufwand in der Natur einsammeln können. Und dann werden die darin gespeicherten großen Energiemengen in einem technischen Prozess freigesetzt, der uns ebenfalls nur wenig Energie kostet. Die Energiebilanz ist also prächtig.

Das einzige, was ein Fusionskraftwerk kann, ist, unter Einsatz großer Energiemengen aus kleineren Elementarteilchen größere zu machen (?)

Viele Grüße
Chris
__________________
Schönen Gruß, Chris

Geändert von physicus (23.11.18 um 01:25 Uhr)
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