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Gordon Edwards sieht das kritisch. Seine Ueberlegungen dazu scheinen wichtig und von grosser Tragweite. Wir zitieren aus einer email von Gordon Edwards und erlauben uns die Publikation seines kurzen Kommentars. Lesen Sie dazu auch eine Publikation in Science the Wire und eine Zusammenfassung der Ansicht von Gordon Edwards zum Thema Fusion Breakthroug. Gordon Ewards wünscht sich die Publikation und die Uebersetzung einer weiteren von ihm gesandten email auch auf Deutsch, die wir auf unserer Homepage veröffentlichen sollen.
Just a short commentary on the „fusion breakthrough“ this week.
The experiment took place at the Lawrence Radiation Lab, a pre-eminent weapons Laboratory in California once directed by Edward Teller.
Jubilation is felt because, for the first time in over 60 years of effort costing many billions of dollars, a greater amount of energy came out of an extremely short-lived fusion reaction than the amount of energy needed to trigger it in the first place. The net energy gain was about 50 percent.
It all happened very quickly. “The energy production took less time than it takes light to travel one inch,” said Dr. Marvin Adams, at the NNSA. (NNSA = National Nuclear Security Administration)
Here are a few details
1) In an earlier email I described the “magnetic confinement” concept, whereby an electromagnetic force field holds a very hot plasma of hydrogen gases inside a doughnut-shaped torus (typical of the Tokamak and its close relatives). In this case, “very hot” means about 150 million degrees C.
But the breakthrough that is being bally-hooed now, since Tuesday December 13, is a different kind of process altogether, using a concept called “inertial confinement”.
The experiment involved a small pellet about the size of a peppercorn. This pellet contained, in its interior, a mixture of deuterium and tritium gases, two rare hydrogen isotopes. In the experiment, the pellet’s exterior was blasted by x-rays triggered by a battery of 192 very powerful lasers, all targeted on the inner walls of a cylinder made of gold. The lasers generated x-rays on contact with the gold atoms, and those x-rays were focussed by the curving cylinder walls on the little peppercorn-sized pellet in the middle of the gold cylinder.
The x-rays heated the outer shell of the pellet to more than three million degrees, making the exterior of the pellet explode outwards, and (by Newtons “action-reaction” principle) causing the inner gases to be compressed to a very high density at an extremely high temperature, presumably to over 100 million degrees. It is a high-energy kind of implosion, causing fusion to occur in the very centre. The peppercorn “pops”.
2) The experimenters input 2.05 megajoules of energy to the target, and the result was
3.15 megajoules of fusion energy output – that is over 50% more energy than was put in (for a net gain of 1.1 megajoules). This suggests that the fusion reaction inside the pellet may have triggered other fusion reactions.
How much energy is that? Well, a typical household uses about 100’000 megajoules of energy per year, or an average of 273 megajoules per day. So 1.1 megajoules is not much. But it is greater than the input energy.
The Tokamak project now under construction in France for the ITER project, using magnetic confinement, is hoping to have a net energy gain factor
Earlier this year, in February 2022, the UK JET laboratory announced that they had managed to have a fusion reaction last for five seconds. The reaction produced 59 megajoules of energy, but without a net gain in energy.
3) Most of the news stories about this event state, erroneously, that fusion reactors will not produce any radioactive wastes. This is untrue.
It is true that fusion reactors will not produce high-level nuclear waste (irradated nuclear fuel), but It is expected that fusion reactors will release an enormous amount of tritium (radioactive hydrogen) to the environment — far more than is currently released by CANDU reactors, which in turn release 30 to 100 times more tritium than light water fission reactors.
Moreover, because of neutron irradiation, the structural materials in a fusion reactor will beome very radioactive. The decommissioning wastes will remain dangerously radioactive for hundreds of thousands of years.
4) Many experts believe it will take at least 20-30 years to have a prototype fusion reactor in operation, even if things go quite well, and more decades will be required to scale it up to a commercial level. Thus, fusion energy will be largely irrelevant to the climate emergency we are now facing as all of the critical decision points will have passed before fusion is available.
And, of course, there are no guarantees even then.
As one commentator sardonically remarked, « fusion energy is 20 years away, it always has been, and perhaps it always will be ».
Gordon Edwards
Und: Uebersetzt auf Deutsch mit Deepl
«Nur ein kurzer Kommentar zu dem „Fusionsdurchbruch“ dieser Woche.
Das Experiment fand im Lawrence Radiation Lab statt, einem herausragenden Waffenlabor in Kalifornien, das einst von Edward Teller geleitet wurde.
Der Jubel ist groß, weil zum ersten Mal in über 60 Jahren der Bemühungen, die viele Milliarden Dollar gekostet haben viele Milliarden Dollar gekostet haben, eine größere Energiemenge aus einer extrem extrem kurzlebigen Fusionsreaktion eine größere Energiemenge herauskam als die Energiemenge, die um sie überhaupt erst auszulösen. Der Nettoenergiegewinn betrug etwa 50 Prozent.
Das alles geschah sehr schnell. „Die Energieerzeugung dauerte weniger Zeit als Licht braucht, um sich einen Zentimeter fortzubewegen“, sagte Dr. Marvin Adams von der NNSA. (NNSA = Nationale Behörde für nukleare Sicherheit)
Hier ein paar Details
1) In einer früheren E-Mail habe ich das Konzept des „magnetischen Einschlusses“ beschrieben, bei dem ein elektromagnetisches Kraftfeld ein sehr heißes Plasma aus Wasserstoffgasen im Inneren eines donutförmigen Torus hält (typisch für den Tokamak und seine nahen Verwandten). In diesem Fall bedeutet „sehr heiß“ etwa 150 Millionen Grad Celsius.
Aber der Durchbruch, der jetzt, seit Dienstag, dem 13. Dezember, mit großem Tamtam gefeiert wird ist eine ganz andere Art von Prozess, bei dem ein Konzept namens „Trägheitseinschluss“ verwendet wird.
Bei dem Experiment wurde ein kleines Pellet von der Größe eines Pfefferkorns verwendet. Dieses Pellet enthielt in seinem Inneren ein Gemisch aus Deuterium- und Tritiumgas, zwei seltenen Wasserstoffisotope. Bei dem Experiment wurde das Äußere des Pellets mit Röntgenstrahlen bestrahlt Röntgenstrahlen beschossen, die von einer Batterie von 192 sehr starken Lasern ausgelöst wurden, die alle auf die Innenwände eines Zylinders aus Gold. Die Laser erzeugten bei Kontakt mit den Goldatomen Röntgenstrahlen Goldatomen, und diese Röntgenstrahlen wurden durch die gekrümmten Zylinderwände auf das kleine pfefferkorngroßen Kügelchen in der Mitte des Goldzylinders fokussiert.
Die Röntgenstrahlen erhitzten die äußere Hülle des Kügelchens auf mehr als drei Millionen Grad, wodurch das Äußere des Kügelchens nach außen explodierte und (nach dem Newtonschen Prinzip der „Aktion-Reaktion“-Prinzip) die inneren Gase auf eine sehr hohe Dichte bei einer extrem hohen Temperatur komprimiert werden extrem hoher Temperatur, vermutlich über 100 Millionen Grad. Es handelt sich um eine hochenergetische Art von Implosion, bei der es im Zentrum zu einer Verschmelzung kommt. Das Pfefferkorn „knallt“.
2) Die Experimentatoren leiteten 2,05 Megajoule Energie in das Ziel ein, und das Ergebnis waren 3,15 Megajoule an Fusionsenergie – das sind über 50 % mehr Energie mehr Energie als zugeführt wurde (bei einem Nettogewinn von 1,1 Megajoule). Diese deutet darauf hin, dass die Fusionsreaktion im Inneren des Pellets möglicherweise andere Fusionsreaktionen ausgelöst hat.
Wie viel Energie ist das? Nun, ein typischer Haushalt verbraucht etwa 100.000 Megajoule an Energie pro Jahr oder durchschnittlich 273 Megajoule pro Tag. 1,1 Megajoule sind also nicht viel. Aber es ist mehr als die eingesetzte Energie.
Das Tokamak-Projekt, das derzeit in Frankreich für das ITER-Projekt gebaut wird, mit magnetischem Einschluss, hofft auf einen Netto-Energiegewinnfaktor von 10 oder mehr zu erreichen (d. h. 10-mal mehr Energieausbeute als Energiezufuhr).
Zu Beginn dieses Jahres, im Februar 2022, gab das britische JET-Labor bekannt, dass es ihnen gelungen ist, eine Fusionsreaktion fünf Sekunden lang aufrechtzuerhalten. Die Reaktion erzeugte 59 Megajoule Energie, jedoch ohne Nettoenergiegewinn.
3) In den meisten Medienberichten über dieses Ereignis wird fälschlicherweise behauptet, dass Fusionsreaktoren Reaktoren keine radioaktiven Abfälle produzieren werden. Dies ist nicht wahr.
Es ist richtig, dass Fusionsreaktoren keine hochradioaktiven Abfälle erzeugen werden. (bestrahlter Kernbrennstoff), aber es wird erwartet, dass Fusionsreaktoren eine enorme Menge an Tritium (radioaktiver Wasserstoff) in die Umwelt freisetzen – weit mehr als derzeit von CANDU-Reaktoren freigesetzt wird, die ihrerseits 30- bis 100-mal mehr Tritium freisetzen als Leichtwasserspaltungsreaktoren.
Außerdem werden die Strukturmaterialien in einem Fusionsreaktor aufgrund der Neutronenbestrahlung sehr radioaktiv sein. Die Abfälle aus der Stilllegung bleiben für Hunderttausende von Jahren gefährlich radioaktiv.
4) Viele Experten glauben, dass es mindestens 20-30 Jahre dauern wird, bis ein Prototyp Prototyp eines Fusionsreaktors in Betrieb zu nehmen, selbst wenn alles gut läuft, und weitere Jahrzehnte um ihn auf ein kommerzielles Niveau zu heben. Daher wird die Fusionsenergie für die Klimakrise, mit der wir jetzt konfrontiert sind, weitgehend irrelevant sein, da alle kritischen Entscheidungspunkte vergangen sein werden, bevor die Fusion verfügbar ist.
Und selbst dann gibt es natürlich keine Garantien
Wie ein Kommentator sardonisch bemerkte, ist die Fusionsenergie noch 20 Jahre entfernt. Das war schon immer so und wird vielleicht auch so bleiben.»
Gordon Edwards