![\"Solarpunk-Landschaft,](\"https:\/\/solarpunkcities.com\/wp-content\/uploads\/2024\/12\/Solarpunk_peninsular_with_five_fusion_reactors-1024x585.png\")
<\/figure>\n\nSeit Jahrzehnten verl\u00e4sst sich die Welt auf Kernspaltungsenergie, um ihren wachsenden Energiebedarf zu decken. Obwohl Kernspaltungskraftwerke enorme Mengen an Elektrizit\u00e4t geliefert haben, haben sie auch erhebliche Nachteile. Der Prozess erzeugt hochradioaktive Abf\u00e4lle. Dieser bleibt aufgrund seiner extrem langsamen Zerfallsrate \u00fcber Millionen von Jahren gef\u00e4hrlich. Die Zerfallsrate radioaktiver Materialien bezieht sich auf die Zeit, die vergeht, bis die H\u00e4lfte einer radioaktiven Substanz ihre Strahlung verliert, die sogenannte Halbwertszeit. Nebenprodukte der Kernspaltung, wie Plutonium-239, haben eine Halbwertszeit von 24.100 Jahren<\/strong>, andere sogar von Millionen Jahren, was ein Risiko f\u00fcr unz\u00e4hlige Generationen darstellt.[3]<\/em> <\/p>\n\n Dar\u00fcber hinaus haben der Kernspaltungstechnologie innewohnenden Risiken zu katastrophalen Super-GAUs (Gr\u00f6\u00dfter Anzunehmender Unfall) gef\u00fchrt. Die Kernschmelzen in Tschernobyl<\/strong> (1986) und Fukushima<\/strong> (2011) haben die extremen Schwachstellen beim Betrieb von Kernkraftwerken aufgezeigt.[4][5]<\/em> Der radioaktive Fallout dieser Katastrophen t\u00f6tete Menschen, zerst\u00f6rte \u00d6kosysteme, vertrieb Gemeinden und f\u00fchrte zu langfristigen gesundheitlichen Folgen. Im Jahr 2012 haben Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts f\u00fcr Chemie in Mainz berechnet, dass solche Ereignisse alle 10 bis 20 Jahre auftreten k\u00f6nnten – etwa 200 Mal h\u00e4ufiger als in der Vergangenheit angenommen! [6]<\/em><\/p>\n\n Im Gegensatz dazu entstehen bei der Fusionsenergie radioaktive Abf\u00e4lle mit deutlich k\u00fcrzeren Halbwertszeiten. Tritium, ein Nebenprodukt der Fusionsreaktionen, hat beispielsweise eine Halbwertszeit von nur 12,3 Jahren<\/strong>.[7]<\/em> Dieser krasse Unterschied bedeutet, dass Fusionsabf\u00e4lle viel weniger langfristige Entsorgung (und damit verbundene Kosten) erfordern und ein drastisch geringeres Risiko f\u00fcr k\u00fcnftige Generationen darstellen. <\/p>\n\n Es ist also an der Zeit, den Schwerpunkt zu verlagern und verst\u00e4rkt in die Fusionstechnik zu investieren. Diese erzeugt nur minimal radioaktive Nebenprodukte, birgt kein Risiko eines Super-GAUs und verf\u00fcgt \u00fcber einen reichlichen Brennstoffvorrat, welcher aus Meerwasser und anderen zug\u00e4nglichen Quellen stammt. <\/p>\n\n Ein Fusionsreaktor funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie die Sonne. Dabei verschmelzen leichtere Atomkerne (Wasserstoff) zu einem schwereren Kern (Helium). Dieser Prozess erfordert extrem hohe Temperaturen, etwa 100 Millionen Grad Celsius, um die Absto\u00dfungskr\u00e4fte zwischen den positiv geladenen Atomkernen zu \u00fcberwinden. Bei diesen Temperaturen wird der Brennstoff zu einem hei\u00dfen, elektrisch geladenen Gas, das Plasma genannt wird.[8]<\/em> Ihr kennt Plasma vielleicht von Neon- oder Leuchtstoffr\u00f6hren, aber in ihnen ist das Plasma viel k\u00e4lter und soll Licht — keine W\u00e4rme — erzeugen. <\/p>\n\n Im Plasmazustand k\u00f6nnen die Kerne miteinander kollidieren und verschmelzen, wodurch eine enorme Menge an Energie freigesetzt wird. Diese Energie liegt in erster Linie in Form von W\u00e4rme vor, welche dann zur Erzeugung von Elektrizit\u00e4t durch konventionelle Stromerzeugungsmethoden, wie den Antrieb von Turbinen, genutzt werden kann. Fusionsreaktoren versprechen eine nahezu unbegrenzte und saubere Energiequelle, sobald die verbliebenen technischen Herausforderungen \u00fcberwunden worden sind. <\/p>\n\n Durch Investitionen in diese Spitzentechnologie kann die Menschheit eine umweltfreundlichere und nachhaltigere Energieversorgung f\u00fcr alle Bewohner der Erde schaffen. Dies geht Hand-in-Hand mit Solarpunk Prinzipien, welche ebenfalls saubere Energiequellen einfordern. <\/p>\n\n Die Geschichte der Fusionsenergie begann im fr\u00fchen 20. Jahrhundert mit der Entdeckung des britischen Physikers Francis William Aston im Jahr 1920, dass die Masse von vier Wasserstoffatomen gr\u00f6\u00dfer ist als die eines Heliumatoms.[1]<\/em> Dies bedeutete, dass durch die Verbindung von Wasserstoffatomen zu Helium Energie freigesetzt werden k\u00f6nnte. In den 1950er Jahren wurden die Tokamak- und Stellarator-Konzepte entwickelt, welche die Grundlage f\u00fcr moderne Fusionsreaktoren bildeten. [1]<\/em><\/p>\n\n „Doughnut“-f\u00f6rmige Tokamaks und Stellaratoren sind Apparaturen, die daf\u00fcr designt wurden ein extrem hei\u00dfes Plasma mittels Magnetfeldern zu erzeugen, in denen die Kernfusion ablaufen kann. Magnetfelder sind unerl\u00e4sslich, da sie verhindern, dass das Plasma die Reaktorw\u00e4nde ber\u00fchrt und sich abk\u00fchlt. Tokamaks nutzen eine Kombination aus kreisf\u00f6rmigen Magnetfeldern und elektrischen Str\u00f6men innerhalb des Plasmas, um ein Drehfeld zu erzeugen, welches das Plasma an Ort und Stelle h\u00e4lt. Die Verwendung von elektrischen Str\u00f6men kann jedoch zu Instabilit\u00e4ten f\u00fchren. [9]<\/em><\/p>\n\n Stellaratoren umgehen dieses Problem, indem sie exakt geformte externe Magnete verwenden, um die Drehfelder zu erzeugen. Zwar sind diese ma\u00dfgeschneiderten Magnete schwieriger herzustellen, jedoch erm\u00f6glichen sie einen stabilen und kontinuierlichen Betrieb. Fortschritte in der Modellierung und im Ingenieurwesen geben den Stellarator-Reaktoren neuen Auftrieb und verringern die Kluft zwischen den beiden Konzepten. [10]<\/em><\/p>\n\n ITER (Internationaler Thermonuklearer Versuchsreaktor), Frankreich<\/a><\/strong>: Ein Gemeinschaftsprojekt, an dem die Europ\u00e4ische Union, die Vereinigten Staaten, Russland, China, Indien, Japan und S\u00fcdkorea beteiligt sind. Ziel von ITER ist es, die Machbarkeit der Kernfusion als gro\u00dfangelegt und kohlenstofffreie Energiequelle zu demonstrieren. [11]<\/em><\/p>\n\n ITER is a groundbreaking fusion experiment that relies on tokamak based magnetic confinement, where superconducting magnets control and confine plasma in a doughnut-shaped chamber. ITER will use a mixture of deuterium and tritium, two isotopes of hydrogen, as its fusion fuel. When these nuclei fuse, they produce helium and a neutron, releasing a large amount of energy in the process.<\/p>\n\n <\/p>\n\n Zweck von ITER ist es, die Machbarkeit von Fusionsenergie im gro\u00dfen Ma\u00dfstab zu demonstrieren. Als Projektziel sind 500 MW Ausgangsleistung mit nur 50 MW Eingangsleistung anvisiert, um damit einen Leistungsgewinn von 10 zu erreichen — ein wichtiger Meilenstein in der Fusionsenergieforschung. Das Projekt zielt auch darauf ab, Schl\u00fcsseltechnologien zu testen, die f\u00fcr k\u00fcnftige Reaktoren ben\u00f6tigt werden, z.B. den kontinuierlichen Plasmabetrieb und Systeme zur Gewinnung von Tritiumbrennstoff. Durch das Erreichen dieser Ziele wird ITER den Weg f\u00fcr die Entwicklung kommerzieller Fusionskraftwerke ebnen. <\/p>\n\n Die Entscheidung, einen Tokamak f\u00fcr ITER zu verwenden, basiert auf seiner langen Erfolgsgeschichte und seiner erwiesenen Effizienz beim Einschluss des Plasmas. Obwohl Tokamaks mit Herausforderungen wie Instabilit\u00e4ten und der Abh\u00e4ngigkeit vom gepulsten Betrieb konfrontiert sind, bleiben sie die fortschrittlichste und praktikabelste Option f\u00fcr eine skalierbare Fusionsenergieerzeugung. <\/p>\n\n Commonwealth Fusion Systems (USA)<\/a><\/strong>: Dieses Startup, das 2018 aus dem MIT ausgegr\u00fcndet wurde, konzentriert sich auf die Entwicklung kompakter Fusionsreaktoren unter Verwendung von Hochtemperatursupraleitern (HTS). Das SPARC Projekt zielt darauf ab, einen Nettoenergiegewinn aus der Fusion zu erzielen, unter Anwendung von HTS-Magneten f\u00fcr ein kleineres, effizienteres Reaktordesign. Nach dem Erfolg von SPARC plant CFS den Bau von ARC, einem kommerziellen Fusionskraftwerk, das Hunderte von Megawatt an sauberem Strom erzeugen soll. <\/p>\n\n CFS wirbt auch damit, dass die ersten kommerziellen Fusionsreaktoren in den fr\u00fchen 2030er Jahren<\/strong> verf\u00fcgbar sein werden. Sie planen den Bau des weltweit ersten Fusionskraftwerks f\u00fcr den Netzbetrieb in Chesterfield County, Virginia.[9]<\/em> Die Anlage, die auf einem Tokamak-Fusionsreaktor basiert und ARC (= Affordable, Robust, Compact) genannt wird, soll etwa 400 Megawatt sauberen, CO2-freien Strom erzeugen, genug, um gro\u00dfe Industrieanlagen oder etwa 150.000 Haushalte zu versorgen. [12]<\/em><\/p>\n\n General Fusion (Kanada)<\/a><\/strong> leistet Pionierarbeit im Bereich der „magnetized target fusion“, um die Fusionsenergie bis zum Ende des Jahrzehnts auf den Markt zu bringen. Bei dieser innovativen Technik werden leistungsstarke Kolben zur Komprimierung des Plasmas eingesetzt, um somit die f\u00fcr die Fusion erforderlichen Bedingungen zu schaffen. Diese Methode verspricht einen praktischeren und kosteng\u00fcnstigeren Weg zur kommerziellen Fusionsenergie. [13]<\/em><\/p>\n\n <\/p>\n\n Die Kosten der Fusionsenergie sind derzeit aufgrund der Komplexit\u00e4t und des Umfangs der Projekte hoch. ITER zum Beispiel hat ein Budget von \u00fcber 20 Milliarden Euro (etwa 22 Milliarden Dollar). Mit dem Fortschritt der Technologie und dem Bau weiterer Reaktoren werden die Kosten jedoch voraussichtlich sinken. Die Effizienz von Fusionsreaktoren wird an ihrer F\u00e4higkeit gemessen, mehr Energie zu erzeugen als sie verbrauchen. Die derzeitigen Versuchsreaktoren haben einen Netto-Energiegewinn erzielt, aber kommerzielle Reaktoren ben\u00f6tigen noch ein paar Jahrzehnte. <\/p>\n\n Im Februar 2024 erreichte die Joint European Torus (JET) Anlage in Gro\u00dfbritannien einen bahnbrechenden Meilenstein, indem sie einen neuen Weltrekord f\u00fcr die Fusionsenergieproduktion aufstellte. Bei den letzten Deuterium-Tritium-Experimenten erzeugte JET aus nur 0,2 Milligramm Brennstoff \u00fcber einen Zeitraum von f\u00fcnf Sekunden 69 Megajoule an Energie. [14]<\/em> Diese bemerkenswerte Leistung demonstriert das Potenzial der Fusionsenergie f\u00fcr zuk\u00fcnftige Kraftwerke. Der Erfolg dieser Experimente liefert wertvolle Erkenntnisse und st\u00e4rkt das Vertrauen in die Entwicklung von kommerziellen Fusionsreaktoren. <\/p>\n\n <\/p>\n\n Es wird erwartet, dass sich Fusionsenergie in den n\u00e4chsten 50 Jahren erheblich weiterentwickeln wird. Fortschritte in der Materialwissenschaft, bei Supraleitern und in der Plasmaphysik werden Verbesserungen beim Reaktordesign und der Effizienz vorantreiben. Auch bei der kalten Fusion, einer umstrittenen und weniger bekannten Form der Fusionsenergie, k\u00f6nnte es zu einem Durchbruch kommen, wenn die Forscher die derzeitige Skepsis und technischen H\u00fcrden \u00fcberwinden. Ziel ist es, kommerzielle Fusionsreaktoren zu entwickeln, die eine zuverl\u00e4ssige und nachhaltige Quelle f\u00fcr saubere Energie darstellen und so zu den weltweiten Bem\u00fchungen um eine Dekarbonisierung beitragen. <\/p>\n\n Die Fusionsenergie birgt ein gro\u00dfes Potential f\u00fcr eine nachhaltige Zukunft und entspricht den Solarpunk-Idealen einer umweltfreundlichen, sauberen Energie. Auch wenn es noch Herausforderungen gibt, zeigen die laufende Forschung und die internationale Zusammenarbeit deutliche Fortschritte und machen den Weg frei f\u00fcr ein Morgen, gespeist aus Fusionsenergie. <\/p>\n\n Quellen:<\/strong><\/p>\n\n [1] https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/History_of_nuclear_fusion <\/p>\n\n <\/p>\n\n <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Fusionsenergie — oft als „heiliger Gral“ sauberer Energie gepriesen — ahmt den nat\u00fcrlichen Prozess der Sonne nach, bei dem leichtere Elemente mit schwereren verschmelzen und dabei eine enorme Menge an Energie freisetzen<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":11816,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"wds_primary_category":9,"footnotes":""},"categories":[41],"tags":[161,162,138],"class_list":["post-12193","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-energie","tag-fusion-de","tag-saubere-energie","tag-solarpunk-de"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/solarpunkcities.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/12193","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/solarpunkcities.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/solarpunkcities.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/solarpunkcities.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/solarpunkcities.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=12193"}],"version-history":[{"count":5,"href":"https:\/\/solarpunkcities.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/12193\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":12572,"href":"https:\/\/solarpunkcities.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/12193\/revisions\/12572"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/solarpunkcities.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/11816"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/solarpunkcities.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=12193"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/solarpunkcities.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=12193"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/solarpunkcities.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=12193"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}Fusionstechnologie<\/h4>\n\n
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<\/figure>\n\nTop-Teams und -L\u00e4nder im Bereich Fusionsenergie<\/h4>\n\n
![\"Tokamak](\"https:\/\/solarpunkcities.com\/wp-content\/uploads\/2024\/12\/ITER_Polodial_Field_Coils_Construction_9_Johannes_Reimer_CC4.0-1024x683.jpg\")
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<\/figure>\n\n![\"Microwave](\"https:\/\/solarpunkcities.com\/wp-content\/uploads\/2024\/12\/Microwave_Energy_Injector_for_Commonwealth_Fusion_Systems_48138628423_Steve-Jurvetson_CC2.0-1024x768.jpg\")
<\/figure>\n\nKosten und Effizienz<\/h4>\n\n
Ausblick auf die n\u00e4chsten 50 Jahre<\/h4>\n\n
Fazit <\/h4>\n\n
[3]<\/code> Plutonium-239 – Wikipedia<\/a><\/em>