Die Weltenergievorräte - Die Zukunft Unserer Energieversorgung - page 134

Tab. 5.11 Die zwei grundlegenden Techniken, die zum Erreichen des Plasmazustands mit Tempe-
ratur T =⋅ K in einem Fusionsreaktor verwendet werden
Methode m − ) n / V ( t fus ( s )

Magnetischer Einschluss 3

− Trägheitseinschluss ⋅

Fusionsreaktionen gewonnen, aber in einem irdischen Fusionsreaktor kann er nur für eine
sehr kurze Zeit t fus gewonnen werden. Wie groß der Gewinn ist, wird ausgedrückt durch
den Gütefaktor G = W fus / W therm , der das Verhältnis angibt zwischen der Fusionsenergie
und der zum Erreichen der Fusion erforderlichen Energie. Natürlich muss für einen funk-
tionierenden Fusionsreaktor G > gelten, das heißt, er muss eine positive Energiebilanz
aufweisen.
Die Bedingung G > lässt sich nur verwirklichen, wenn

• die Temperatur T hoch genug ist,
• die Plasmalebensdauer t fus lang genug ist,
• die Plasmadichte n / V groß genug ist.

Aus diesen Parametern leitet sich das Lawson-Kriterium ab,

n
V t fus T > ⋅ K⋅s⋅m − ,

(5.35)

das erfüllt sein muss, damit der Fusionsreaktor eine positive Energiebilanz aufweist. In dem
Lawson-Kriterium ist die Temperatur T im Wesentlichen gegeben durch die Coulombbar-
riere B C derFusionsreaktion,aberdieWertevon n V und t fus in Tab. 5.11 definieren die

Methode, mit deren Hilfe der Plasmazustand in einem Fusionsreaktor erzeugt wird.
Unter Normalbedingungen beträgt die Anzahldichte des Wasserstoffgases n

/

⋅
m − .Beim magnetischen Einschluss ist daher die Plasmadichte relativ gering, dafür
muss die Einschlusszeit entsprechend lang sein. Gerade umgekehrt ist es beim Trägheits-
einschluss : Die Plasmadichte ist übernormal groß, aber das Plasma existiert nur für eine
sehr kurze Zeit. Wie die technische Realisierung der beiden Methoden geschieht, werden
wir in den nächsten beiden Abschnitten behandeln.
Alle bisherigen Planungen gehen von der Realisierung der Fusions- und Brutreaktion
( 5.26 ) , ( 5.27 ) aus, denn die erforderliche Temperatur ist nach Abb. 5.13 die geringste al-
ler Plasmatemperaturen. Dabei ist die

/ V = ,

-Fusion unter einem anderen Gesichtspunkt
nicht sehr vorteilhat, denn Tritium ist radioaktiv und es entstehen Neutronen bei der Fu-
sionsreaktion ( 5.26 ) . Viel sauberer wären die Fusionsreaktionen

( d + t )

Li→ He+ He+,MeV

p+

(5.36)

B → He+,MeV.

p+