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Der Energiebedarf der Menschheit ist hoch und wird voraussichtlich weiter wachsen. Energieeinsparungen in dem einen oder anderen Land der Erde steht eine wachsende Weltbevölkerung gegenüber. Vom Kohlekraftwerk bis zur Solarzelle hat der Mensch immer neue Energieumwandlungstechniken ersonnen. Eine davon ist die Kernfusion - das Verschmelzen von Wasserstoff. Wie das funktioniert und warum es noch kein Fusionskraftwerk gibt - diese Fragen und mehr diskutieren Wissenschaftler und Journalisten in der neuen Ausgabe von "Forschen in Jülich" mit dem Schwerpunktthema "Kernfusion".
Seit Jahrzehnten träumen Wissenschaftler davon, das "Sonnenfeuer" auf die Erde zu holen - das heißt, das Verschmelzen von Atomkernen auch auf der Erde zu realisieren und die dabei freigesetze Energie einzufangen. Wenn das gelänge, so argumentieren sie, dann würde der Menschheit eine völlig neue Energiequelle erschlossen: Das bisher kaum genutzte "Brennmaterial" Wasserstoff könnte die wachsende Weltbevölkerung für zehntausende von Jahren mit Strom versorgen.
Doch die Entwicklung eines Fusionsreaktors gestaltet sich schwierig. Die Hoffnung der Physiker aus den 50er Jahren, das Fusionsfeuer binnen eines Jahrzehnts zu entfachen, löste sich in Rauch auf. Auch 50 Jahre nach den ersten Fusionsexperimenten ist der Griff nach den Sternen noch nicht gelungen.
In der Zwischenzeit haben die Fusionsforscher jedoch hart gearbeitet. Fast unbemerkt von der breiten Öffentlichkeit haben sie während der letzten zehn Jahre die physikalischen Grundlagen für das Gelingen der kontrollierten Kernfusion geschaffen. Hinter diesem abstrakten Resumée verbirgt sich ein enormer Fortschritt, den die rund zehn Artikel des neuen "Forschen in Jülich" greifbar machen.
Temperaturen von unvorstellbaren 100 Millionen Grad zum Beispiel, wie sie für die Kernfusion nötig sind, erzeugen die Plasmaphysiker mit modernen Heizmethoden mittlerweile spielend. Dazu entwickelten die Forscher über Jahre ein ganzes Arsenal moderner "Feuerschürinstrumente" - vorgestellt im Artikel "Heizen mit Niveau".
Wie für das Heizen mit Erdgas ist auch für das Verschmelzen von heißem Wasserstoffgas (Plasma) ein "Brenner" nötig. Diesen gibt es bereits: In einem Käfig, dessen "Gitterstäbe" aus magnetischen Feldlinien bestehen, wird Wasserstoff-Plasma aufgeheizt und gezündet. Diesen Vorgang, der inzwischen Routine ist, und die Technik, die es möglich macht, lernt der Leser im Artikel "Schnelle Teilchen im magnetischen Käfig" kennen.
"Wie mißt man 100 Millionen Grad?" wird sich der eine oder die andere fragen und erhält Antwort im Artikel "Der Kosmos im Plasma". Dabei weist die Überschrift auf einen interessanten Nebenaspekt der Plasmaforschung hin. Schnelle Teilchen im magnetischen Käfig verhalten sich wie Planeten und Sterne im All: Diese wie jene bewegen sich teils auf geordneten Kreisen und Spiralen als auch völlig chaotisch. Mehr über diese "Turbulenzen im Himmel und auf Erden" erfährt der Leser in dem gleichnamigen Artikel, und auch darüber, wie die Hochtemperatur-Plasmaphysik Probleme der "klassischen Physik" lösen hilft.
Der zukünftige Experimentierbetrieb an der Jülicher Fusionsmaschine TEXTOR-94 wird am besten durch die Versuche "Kühlender Mantel" und "Wirbel am Plasmarand (DED)" beschrieben. Diese beiden Experimente sollen die hohe Wärmebelastung, der die "erste Wand" des Plasmagefäßes ausgesetzt ist, reduzieren helfen. - Daß Fragen rund um die Fusion aber nicht nur Wissenschaftler bewegen, bewies der Leistungskurs Physik des Gymnasiums Zitadelle in Jülich. In Zusammenarbeit mit dem Forschungszentrum erstellten die Abiturienten originelle Internet-Seiten, von denen sich Interessenten gerne selbst ein Bild machen können - unter http://www.zitadelle.juelich.de/fusion/
http://www.zitadelle.juelich.de/fusion/
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Elektrotechnik, Energie, Mathematik, Physik / Astronomie
überregional
Wissenschaftliche Publikationen
Deutsch
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