Die Weltenergievorräte - Die Zukunft Unserer Energieversorgung - page 137

a b

Lawson−Kriterium

*

15 JET

(1997)
3,8 kWh

JET

10 28

10

JET
(1997)

ITER

10 24

5,8 kWh

5

10 20

0

0123 4

Plasmalebensdauer (s)

56 1960 1980 1990 ?

1970

Jahr (a)

Abb. 5.15 a Die im Fusionsreaktor JET erzielten Plasmalebensdauern mit den während dieser Zei-
ten erreichten Fusionsleistungen. Je länger die Lebensdauer, um so geringer ist das Maximum der
Fusionsleistung, aber die frei gesetzten Fusionsenergien sind in beiden Fällen ungefähr gleich groß.
b Der zeitlicheFortschrittin derErfüllung desLawson-Kriteriums. Obwohl die Extrapolation erwar-
ten lässt, dass die technischen Probleme des Fusionsreaktors bis Anfang des 21. Jahrhunderts gelöst
sind, ist das bis zum Jahr 2004 noch nicht der Fall

2. Eine natürliche Verunreinigung sind die α -Teilchen, die durch die Fusion entstehen.
Aber auch die Neutralteilchen, die zur Heizung in das Plasma geschossen werden, sind
Verunreinigungen, beide erzeugen Plasmainstabilitäten aufgrund der starken lokalen
Aufheizung.
3. SchwereVerunreinigungensindnurteilweiseionisiert,sie könnendaherdurchElektro-
nenanregungen dem Plasma Energie entziehen und die Plasmatemperatur reduzieren.
Ein ähnlicher Mechanismus, die Bremsstrahlung freier Elektronen, sorgt dafür, dass
der Reaktor zu einer Quelle harter γ -Strahlung wird mit der entsprechenden Wirkung
auf die Umgebung des Plasmas.
4. Die nächste Umgebung des Plasmas ist der Plasmabehälter, der aus einer Stahllegie-
rung gefertigt ist. Das Problem, die Wechselwirkung zwischen dem Plasma und seinem
Behälter sogering zu halten, dassdieser auch über längere Zeiten mechanisch und ther-
misch stabil bleibt, ist nicht gelöst.
5. Und schließlich sollte man nicht die ungeheuren Kräte vernachlässigen, denen die
Struktur des Reaktors ausgesetzt ist und die durch die starken Magnetfelder verursacht
werden.

Trotz dieser Schwierigkeiten hat man sich in den vergangenen Jahren mit TOKAMAK-
Anlagen in Culham/England (JET) und in Princeton/USA (TFTR) immer näher an die
Erfüllung des Lawson-Kriteriums herangearbeitet. Es wurden Plasmalebensdauernvon bis
zu 5 s mit einer totalen Energie aus der Fusion von fast 6 kWh erreicht, wie in Abb. 5.15
gezeigt. Dies ist sehr wenig! Selbst wenn diese Energie wirklich zur Verfügung stünde, ließe
sich damit auch bei einem Tastverhältnisvon ∶ nur 0,0001 % des zuküntigen deutschen