Einbahnstraße Fusionskraftwerk

also ich glaube wir haben so viel Wasser, wenn wir jetzt anfangen würden Wasserstoff in Helium zu verschmelzen, würde unsere Zeit auf Erden (also noch ca. 50milliarden Jahre) nicht ausreichen, um das ganze benötigte Wasser aufzubrauchen!!

Außerdem hätten wir ein Problem weniger:
Durch den vielen Sauerstoff der bei der Elektrolyse entsteht, brauchen wir uns keine Gedanken über irgendwelche Abgase mehr machen
Die Dunstglocken über den Städten würden einfach verschwinden!

cham hat mal wieder vollkommen recht

Ich schätze es dauert ungefähr noch 50 jahre bis sie die probleme mit der Kernfusion gelöst haben.
Vorrausgesetzt die Menschheit hat sich bis dahin noch nicht selbst vernichtet.

Bloody2k schrieb:

Helium ist ein Edelgas und reagiert wirklich mit sogut wie nichts, aber genau darum ging es ja in meiner Fragestellung. Es führt in eine Einbahnstraße. Die Erde würde dann immer Wasserärmer werden und immer Helimreicher.

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Das möchte ich gerne bewiesen haben, das durch Fusionskraftwerke der Wasserhaushalt der Erde ( 3/5 der Gesamtmenge ) auch nur ansatzweise verbraucht werden kann!

Der Wasserverbrauch dürfte das geringste Problem sein, der wird eher gering ausfallen den wenn man bedenkt wieviel energie in der Materie steckt siehe allein bei der Kernspaltung wobei das Material zudem nochmal aufbereitet werden kann.
Die Strahlung würde mir schon eher Kopfzerbrechen machen

wir können die ganze energie sowieso garnicht gebrauchen...
Die einzige Anwendung wo ich mit ein Fusionskraftwerk ernsthaft vorstellen könnte wäre im Weltall auf einer Raumstation oder einem Raumschiff.

Deutschland macht ja mit dem Ausstieg aus der Atomenergie einen guten Anfang! Wir brauchen diese Energien garnicht...

hier etwas zum Vorkommen der Brennstoffe:

Fuels
Deuterium is abundant as it can be extracted from all forms of water. If all the world's electricity were to be provided by fusion power stations, Deuterium supplies would last for millions of years.

Tritium does not occur naturally and will be manufactured from Lithium within the machine.

Lithium, the lightest metal, is plentiful in the earth's crust. If all the world's electricity were to be provided by fusion, known reserves would last for at least 1000 years.

Once the reaction is established, even though it occurs between Deuterium and Tritium, the consumables are Deuterium and Lithium.

Quantities
For example, 10 grams of Deuterium which can be extracted from 500 litres of water and 15g of Tritium produced from 30g of Lithium would produce enough fuel for the lifetime electricity needs of an average person in an industrialised country.

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...wobei ich finde, dass bei Lithium "at least 1000 years" nicht soooo lang sind...bei Deuterium isses aber wurscht...

cham schrieb:

also ich glaube wir haben so viel Wasser, wenn wir jetzt anfangen würden Wasserstoff in Helium zu verschmelzen, würde unsere Zeit auf Erden (also noch ca. 50milliarden Jahre) nicht ausreichen, um das ganze benötigte Wasser aufzubrauchen!!!

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cham - also mal ehrlich du glaubst doch nicht im ernst, dass die Menschen noch ca. 50 Milliarden Jahre AUF DER ERDE leben werden. Hast du eine Ahnung wieviel schon 1 Million Jahre sind und das ist gerade mal ein 50 tausenstel!!!

Ja selbst 2000 Jahre sind schon eine so unüberschaubar Langer Zeitraum.

Die Sonne wird etwa noch 5 Milliarden Jahre durch Kernfusion Energie abstrahlen.

Wie kommst du gerade auf 50 Milliarden Jahre??? Das sind 50.000 Millonen Jahre??? Wie hast du berechnet oder geschätzt, dass wir auf der Erde so lange mit Kernfusion Energie erzeugen könnten???

"cham"]wir können die ganze energie sowieso garnicht gebrauchen...
Die einzige Anwendung wo ich mit ein Fusionskraftwerk ernsthaft vorstellen könnte wäre im Weltall auf einer Raumstation oder einem Raumschiff.

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Auf der Erde werden mindestens 50% der Energie durch fossile Brennstoffe erzeugt...vielleicht sogar über 70%. Diese Vorräte halten im wirtschaftlichen Bereich bestimmt noch 200 Jahre, aber was sind schon 200 Jahre??? Außerdem brauchen wir dringend saubere Energieträger und glaub mir sollte der Fusionsreaktor erfunden sein, wird er zuerst auf der Erde laufen, weil es einen nächsten technischen Quantensprung benötigt um ihn so klein und vorallem leicht zu konstruieren dass er ins All transportiert werden kann.

SentByGod schrieb:

Das möchte ich gerne bewiesen haben, das durch Fusionskraftwerke der Wasserhaushalt der Erde ( 3/5 der Gesamtmenge ) auch nur ansatzweise verbraucht werden kann!

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Das kann ich nicht, und habe ich auch nie behauptet. Aber da du mir auch nicht das Gegenteil beweisen kannst steht sozusagen Aussage gegen Aussage und These gegen Antithese.

zu deiner 3/5 Theorie.....stell dir nur einmal vor, dass ein Wasserverlust von nur 0,0001% FATALE FOLGEN für das irdische Klima hätte.


-Wasserspeicher-

1,35 Mrd km³ Meere ---------------------------------> 97,3%

29 Mil km³ Gletscher und in polaren Eismassen ---> 2,1 %

8,4 Millionen km³ Grundwasser ---------------------> 0,6%

200000 km³ Seen und Flüsse -----------------------> 0,01%

13000 km³ Athmosphäre ----------------------------> 0,001%

600 km³ Biosphöre ----------------------------------> 0,00004%

Die Wassermengen auf der Erde sind gigantisch, aber nicht unerschöpflich und unglaublich empfindlich!!!!

cham schrieb:

also ich glaube wir haben so viel Wasser, wenn wir jetzt anfangen würden Wasserstoff in Helium zu verschmelzen, würde unsere Zeit auf Erden (also noch ca. 50milliarden Jahre) nicht ausreichen, um das ganze benötigte Wasser aufzubrauchen!!

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Ähh, du meintest wohl 5 Milliarden jahre (solange gibts das Sonnensystem noch)

Aber schon in 100 Millionen Jahren ist der Planet für die Menschheit schon merklich unbewohnbar und es wird Zeit zum Abflug.

Aber diese Zeit könnte man mit dem Fusionsreaktor schon über die Runden kommen

Auch die 200.000.000 Grad im Plasmazentrum sind lächerlich wenn man die Wärme auf den Reaktor gleichmässig verteilt.

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Allein die thermische Energie ist gigantisch, egal wie man das Plasma nun im Reaktor verteilt.
Heißt es nicht, daß ein 15 Mio. °C (innere Temp. der Sonne) heißer Stecknadelkopf alles im Umkreis von 100 km in Brand setzen würde?

Ich wäre mir da nicht so sicher, was dieses Gefahrpotenzial angeht.

ich dachte immer es wären noch 50 milliarden jahre...naja scheiss drauf die paar jährchen ^^

50 Milliarden Jahre, das wäre schön!!! Dann bräuchte ich kein schlechtes Gewissen haben, wenn ich Kinder in die Welt setze.

hm also vor ungefähr 250 jahren wurde die dampfmaschine erfunden( ), und ihr glaubt tatsächlich das wir in weiteren 250 jahren immernoch mit atom- oder fusionskraftwerken energie herstellen?
oder das wir gar in 5 milliarden jahren noch auf fusionsenergie angewiesen sind?
ich denk eher etwas "futuristischer"....

Platibyte schrieb:

hm also vor ungefähr 250 jahren wurde die dampfmaschine erfunden( ), und ihr glaubt tatsächlich das wir in weiteren 250 jahren immernoch mit atom- oder fusionskraftwerken energie herstellen?
oder das wir gar in 5 milliarden jahren noch auf fusionsenergie angewiesen sind?
ich denk eher etwas "futuristischer"....

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stimmt schon...die Technologien werden uns in der Zukunft geradezu überrollen. 8)

für die dies interessiert , ein internationales team will bald nen versuchsreaktor aufbauen (soviel ich weiss streiten se soch noch , ob se ihn in frankreich oder Japan bauen wollen .

website vom projekt :
http://www.iter.org/

Bloody2k schrieb:

Im Fusionsreaktor eines Fusionskraftwerks verschmelzen zwei Wasserstoffatome zu einem
Heliumatom. Die dabei frei werdende Energie ist gewaltig.

Problem:

Woher nehmen wir aber diese Mengen an Wasserstoff?

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Man nehme eine bestimmte Art von Algen, lasse sie ihren natürlichen Prozess durchführen (sie nehmen Sonnenenergie auf und spaltet Wasser in seine Moleküle auf). Diese Art Algen gibt es wirklich - und zwar nicht nur einmal auf der Erde.

Bloody2k schrieb:

Wir können Wasserstoff zum Beispiel durch Elektrolyse herstellen. Wir spalten einfach
Wassermoleküle auf. Dabei entsteht molekularer Wasserstoff sowie Sauerstoff. Doch dieser
Wasserstoff wird dem Kreislauf ja nicht wieder zurückgeführt. Er wird einfach zu atomaren
Helium verschmolzen. Nicht wie beispielsweise bei der Brennstoffzelle, wo wieder aus dem
Wasserstoff und Sauerstoff Wasser hergestellt wird.

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Energiegewinnung in einem endlos laufenden Kreislauf ist nicht möglich, da die Entropie (quasi das Chaos in der Ordnung) dieses Kreislaufs stetig zunehmen müsste, so dass der Kreislauf unmöglich ewig weitergehen kann ==> Ohne Entropiezunahme keine Energiegewinnung.

Bloody2k schrieb:

Außerdem benötigt man ja auch Energie um diesen Wasserstoff herzustellen.

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Dafür genügt die Sonnenenergie erstmal bei weitem - s.o.

Bloody2k schrieb:

Fazit:

Demnach müte sich die Konzentration der Gase in der Atmosphäre verändern, die Sauerstoffkonzentration
steigt an sowie auch die Heliumkonzentration ansteigen würde.

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Sofern es langsam genug geht, ist evtl. an eine evolutionäre Anpassung zu denken. Aber der Anstieg wäre wohl sogar noch sehr viel langsamer, bedenkt man, wieviel Energie bei Wasserstoff-Kernfusion herauskommt. Abgesehen davon, kann man sich auch an Sonnen ein Beispiel nehmen und auch Helium noch weiter fusionieren, wodurch zwar nicht mehr soviel Energie wie bei Wasserstoff-Fusion herauskommt, aber immernoch ein beträchtlicher Teil. Pi*Daumen kann man, wenn man auf diese Weise das Leben einer Sonne "nachahmt", mehrere Millionen(!) Jahre Energie gewinnen und verbrauchen.

Bloody2k schrieb:

Auch die Wassermenge auf der Erde würde sich verringern.

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Ja, nach rund 20000 Jahren (Steigung des jährlichen Energieverbrauchs eingerechnet) hätten wir nur noch 10% der Wassermenge, die wir heute haben - aber bis dahin sind die Menschen schon auf ganz anderen Planeten, um deren Resourcen ebenfalls zu nutzen.

Bloody2k schrieb:

Ich gebe zu, dass ein Kraftwerk nicht in absehbarer Zeit auch nur im Tausendstel - Bereich
etwas an der Zusammenstetzung der Atmosphäre ändern würde, jedoch führt auch diese
Engergieerzeugung in eine Sackgasse....irgendwann...wenn vielleicht mehr als nur ein paar
Kraftwerke auf unserer lebensspendenden Erde Energie erzeugen.

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Restlos jede Energiegewinnung endet irgendwann in einer Sackgasse - sonst müsste man ja nicht nach neuen Möglichkeiten suchen, Energie zu gewinnen. Jedoch ist die Energiegewinnung bei Kernfusion die höchstmögliche, die die Forscher bisher gefunden haben - viele Millionen mal effizienter als von den Kosten her vergleichbare Kohlekraftwerke.

Bloody2k schrieb:

Vielleicht bin ich aber auch auf`m Holzweg und dieses Problem besteht garnicht, ich würde
es mir wünschen...denn wir brauche saubere und sichere Engergie!!!

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Je "sauberer" die Energie, desto schwerer ist es, sie zu gewinnen - siehe Sonnenenergie, Windenergie, Wasserenergie, deren Energiegewinnung im Idealfall nur minimal ist. Meiner Meinung nach ist Kernfusion der beste Kompromiss zwischen der Menge an Energie und der Umweltverschmutzung - es entsteht zwar auf unserem Planeten ein Restprodukt in sehr geringen Mengen, dafür jedoch ist die Energiegewinnung im Gegenzug enorm.

Ich habe "sauberer" in Anführungszeichen geschrieben, weil Energie, die bei uns kein Restprodukt erzeugt, deswegen nicht besser sein muss als irgendeine andere. Selbst Sonnenenergie verursacht Abfallprodukte - und zwar in der Sonne, wo ständig Wasserstoffmoleküle zu Helium verschmolzen werden. Die Sonne ist nun relativ weit weg von unserem Planeten, was zwar die Abfallstoffe weit weg von unserem Planeten hält, jedoch die Menge der Energie, die zu uns auf die Erde kommt, ebenso verringert, weil sie extrem gestreut wird (beinahe kugelförmig, von der Sonne aus gesehen). Dazu kommt noch, dass Solarzellen derzeit nur rund 10-15% der auftreffenden Energie wirklich nutzen können - also noch weniger Energie durch Solarzellen.

Rein rechnerisch... um eine Kleinstadt mit etwa 20KM Durchmesser mit Strom zu versorgen, sind über vier Millionen sehr eng gepackte Solarzellen nötig, die also ca. 2000x2000 Meter Fläche verschlingen würden. Die Aufbaukosten von so etwas beliefen sich auf rund 1,3 Milliarden Euro, die alle 20 Jahre anfallenden Reparaturkosten belaufen sich ebenfalls auf je 1,3 Milliarden Euro - kann ich sagen, da ich mal an einer leicht futuristischen Planung von so etwas beteiligt war.

Falls es dich interessiert: Kleine "Labor"-Fusionskraftwerke werden bereits seit ein paar Jahren experimentell von Wissenschaftlern getestet, um deren Aufbau soweit wie möglich zu perfektionieren, damit man sie einsetzen kann. In Anbetracht des immer schneller wachsenden Wissens in allen wissenschaftlichen Bereichen (Wissensverdoppelung alle 25 Jahre) kann man, grob geschätzt, davon ausgehen, dass zwischen 2035 und 2050 die ersten Fusionskraftwerke bereits am Netz hängen werden.

-
c-eAGLE

hi

@c-eagle

Aber der Anstieg wäre wohl sogar noch sehr viel langsamer, bedenkt man, wieviel Energie bei Wasserstoff-Kernfusion herauskommt. Abgesehen davon, kann man sich auch an Sonnen ein Beispiel nehmen und auch Helium noch weiter fusionieren, wodurch zwar nicht mehr soviel Energie wie bei Wasserstoff-Fusion herauskommt, aber immernoch ein beträchtlicher Teil. Pi*Daumen kann man, wenn man auf diese Weise das Leben einer Sonne "nachahmt", mehrere Millionen(!) Jahre Energie gewinnen und verbrauchen.

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vs

wen wir schon nen fusionsreaktor bauen dann könne wir ruhig die ganze kette bis hoch zum siliziumbrennen machen
[...]
nur unter der bedingung, dass man die fusionen beschleunigt einsetzen lassen kann wäre eine sinnvolle nutzung des heliums möglich
die reaktionsfolgen stehen ja alle auf der seite

und als entprodukt hätte man eisen und das kann man sicherlich irgendwie verwenden und schädlich ist es ja nicht
oder man verwendt das eisen für die kernspaltung und erhält He das wieder fusioniert werden kann
Quote:
Gamma-Quant + 56Fe -> 13 4He + 4 n

Quote:
4He + 4He -> 8Be + Gamma-Quant - 0.096 MeV (endotherm!)
8Be + 4He -> 12C + 2 Gamma-Quanten + 7.4 MeV

wobei leider das Beryllium zu instabil ist
der stabile kohlenstoff hingegeb würde wieder energie produzieren

mit wesentlichen technologischen fortschritten wäre also eine fusionskette möglic in die man H oder 2H einführt und bis zum eisen verschmelzen lässt und dann das eisen in einer kettenreaktion zu helium spaltet und dieses wieder als brennstoff verwenden kann

die energieausbeute dieses kreislaufes ist natürlich wesentlich geringer als die fusion von wasserstoff zu helium allerdings wäre jede umweltgefahr dahingehend gebannt, dass es keinen abfall gibt und die atmosphäre nicht mit helium angereichert wird

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wo ist da der fehler in meinem gedankengang
denn wenn man die energieausbeute der reaktionen dieses kreislaufes addiet kommt man auf eine energie ausbeute grösser null und das würde ja einem perpetum mobile entsprechen

und ich hab mal gehöhrt, dass eine Maschine die unendlich lange energie produziert net so ganz hinhauen kann

Ich glaube nicht, dass uns die Technologien einfach überrollen werden.
Im 20. Jh. hat der Mensch einen Quantensprung in Hinsicht auf Forschung erlebt, jedoch kann es nicht endlos so weitergehen.

Ich vermute, dass im Informationszeitalter in gewisser Hinsicht der Forschung Einhalt geboten wird.
Die Menschheit wird sich Problemen widmen, die sie mit der Technologie lösen kann.

Momentan ist die Forschung schon fast zu weit für eine Produktion, wenn man bedenkt, dass von der Erfindung bis zur Umsetzung mancher Ideen mehr als 100 Jahre vergehen.

Die meißten Geräte, die heute auf den Markt kommen wurden vor mehr als 30 Jahren erdacht.

Selbstverständlich werden noch unglaubliche Dinge erfunden werden, doch ich bin mir fast sicher, dass wir in Sachen Energienutzung in vielleicht 200 Jahren an Grenzen stoßen werden.

hallo

das grösste problem ist meines wissens das entstehende tritium , da es sich chemisch wie wasser verhält und uns alle verstrahlen könnte.
wie will man etwas das sich wie wasser verhält(auch im körper) von wasser trennen ? -für mich ungeklärt und unsauber.

http://www.umweltlexikon-online.de/fp/archiv/RUBwerkstoffmaterialsubstanz/Tritium.php

@Trasher
Heißt es nicht, daß ein 15 Mio. °C (innere Temp. der Sonne) heißer Stecknadelkopf alles im Umkreis von 100 km in Brand setzen würde?

Ich wäre mir da nicht so sicher, was dieses Gefahrpotenzial angeht.[/quote]

Wenn man davon ausgeht das sich wenige Gramm Plasma auf 200.000.000. Kelvin erhitzen steckt eine gewisse Wärmemenge Enthalpie
genannt drin.

Beispielrechnung:
h ist die Enthalpie, Cp die Wärmekapazität pro Kilogramm und Kelvin
bedeutet um ein Kilogramm um ein Kelvin zu erwärmen braucht man eine bestimmte Wärmeenergie.

h12(vom Plasma zur Außenwand des Reaktors)=Cp*(T2-T1)(idealisiert)
Wasser Cp = 4,1KJ/kG*K
4,1*(200.000.000)=800.000.000[KJ/kG]
0,001Kg->800 Megajoule Wärmemenge
Gewicht Reaktor Näherungsweise 10000kG
800 Megajoule /10000 kGramm =80 KJoule
Luft Cp=1KJ/kG*K
Metall Cp größer--> Temperaturanstieg am Außenrand des Reaktors wenn er nicht gekühlt wird und der Prozeß kollabiert kleiner 80 ° Celsius.
Das ist natürlich nur sehr stark vereinfacht zeigt aber deutlich das niedriege Gefahrenpotential.
Aber anders wäre es wenn permanent 800 MJoule Wärme entstehen was 800 Megawatt entspricht, also quasi eine Minisonne oder der Stecknadelkopf dann würde sich der Reaktor innerhalb einer Sekunde um 80 Grad erwärmen!!

Falls der Prozeß also kollabiert dann endet die Fusion und die Energie verteilt sich an die Umgebung rasender Geschwindigkeit. Jedoch ist schon nach wenigen Millimetern eine deutliche Absenkung zu erwarten. Die Erwärmung im Umkreis von einigen Metern ist lächerlich gering.

Es wäre ja auch nicht sinnvoll in einem Reaktor eine Leistung von hunderten von Terrawatt zu produzieren die man dann nicht beherrschen kann, dehalb auch nur ein paar Gramm Plasma im Reaktor, die so schon schwer auf einer zentralen Bahn gehalten werden können.

Dieser Aspekt ist ja auch der besonders positive Aspekt an der Kernfusion, denn diese kann man jeder Zeit kontrolliert zum Abbruch bringen was bei Kernspaltung nicht der Fall ist.
Kernfusoin wird sich aber meiner Meinung nach nur durchsetzen können wenn man die Eigenschaften des Plasmas anders herbeführen könnte. Die Elektronenhülle müßte man nicht durch Temperatur absaugen sondern andersweitig.