Fusionsreaktor

Fusionsreaktor für stationären Betrieb

steady state fusion reactor

Dieses Modul gibt eine Einführung in die für die Fusionsforschung relevante Plasmaphysik. Nach einer Diskussion der Energieproblematik und einer möglichen Rolle von konventionellen und erneuerbaren Energien werden die Möglichkeiten der Kernfusion in einem zukünftigen Energiemix skizziert. Anschliessend werden Fusionsprozessen in den Sternen mit der D-T- Reaktion in einem Reaktor verglichen. Anhand einer Diskussion der Energiebilanz werden die erforderlichen Plasmaparameter in einem Fusionsreaktor abgeleitet und die beiden Konzepte Trägheitsfusion und magnetische Fusion vorgestellt. Verschiedene Konfigurationen des magnetischen Einschlusses, die damit verbundenen Probleme und Möglichkeiten werden diskutiert. Die Vorlesung beschäftigt sich weiterhin mit Fragen des MHD-Gleichgewichts und seiner Stabilität, Methoden der Plasmaheizung, Wärme- und Teilchentransport sowie Diagnostikmethoden in heissen Plasmen.

This module provides an introduction to the relevant to fusion plasma physics research. After a discussion of the energy problem and the possible role of conventional and renewable energy, the possibilities of fusion will be outlined in a future energy mix. Subsequently, fusion processes are compared to the stars with the DT reaction in a reactor. Based on a discussion of the energy balance of the required plasma parameters are derived and presented in a fusion reactor, the two concepts inertial confinement fusion and magnetic fusion. Various configurations of magnetic confinement, and the associated problems are discussed. The lecture deals with further questions of the MHD equilibrium and its stability, methods of plasma heating, heat and particle transport, as well as diagnostic methods in hot plasmas.

Auch der Fusionsreaktor ITER könnte hier eine Rolle spielen, weil gerade in der Fusions- und Plasmaforschung die Nanotechnolgie eine völlig neue Herausforderung darstellt, auch um in der Energiepolitik Energieeffizienz voranzutreiben, Reibungsverluste zu minimieren und Korrosionsbekämpfungsstrategien zu entwickeln.

The fusion reactor ITER could also play a role in this respect, for it is in research into fusion and plasma that nanotechnology presents a whole new challenge as a means of advancing energy efficiency, minimising losses due to wear and tear, and of developing strategies for fighting against corrosion, not least in the generation of energy.

Nach erfolgreicher Teilnahme an diesem Modul ist der/die Studierende in der Lage die Fusionsprozesse in Sternen und einem Fusionsreaktor zu beschreiben, die Energiebilanz eines Reaktors aufzustellen und die nötigen Plasmaparameter zu berechnen, die verschiedenen Konzepte des magnetischen Einschlusses zu bewerten, das MHD-Gleichgewicht in einfachen (linearen) Einschlussgeometrien zu berechnen und auf Stabilität zu untersuchen, Ursachen von Wärme-und Teilchentransport in fast stoßfreien Plasmen zu erläutern, Methoden der Heizung und Plasmadiagnostik in heißen Fusionsplasmen zu erklären

After successful completion of this module, the / student is to describe the situation, the fusion processes in stars and a fusion reactor to establish the energy balance of a reactor and to calculate the necessary plasma parameters to evaluate the various concepts of magnetic confinement, the MHD equilibrium simple (linear) to calculate inclusion geometries and examined for stability, explain causes of heat and particle transport in nearly collisionless plasmas to explain methods of heating and hot plasma diagnostics in fusion plasmas