CHINA hat die Führung in einem globalen Wettrüsten übernommen, während die Supermächte der Welt nach neuen Technologien streben, um der Menschheit “unbegrenzte Energie” zu geben.
Experten sagen, China habe eine Reihe von “immensen” Durchbrüchen mit seinem Fusionsreaktor gemacht, der als “künstliche Sonne” bezeichnet wird und bei Temperaturen von bis zu 120 Millionen Grad brennen kann.
Es lässt andere Nationen wie die USA und Großbritannien zurück, die die Technologie im Staub erforschen, während der Staat der Kommunistischen Partei versucht, seinen Platz an der Spitze der Tabelle zu festigen.
Die sogenannte “künstliche Sonne” nutzt die Kernfusion.
Die Fähigkeit der Kernfusion, unbegrenzte Mengen an sicherer Energie zu erzeugen, hat sie zum heiligen Gral der Wissenschaftler auf diesem Gebiet gemacht.
Wissenschaftler versuchen, die Prozesse zu replizieren, die die Erde mit Wärme und Licht versorgen, während sie tief im Kern der Sonne verbrennen.
Und sie unterscheidet sich deutlich von konventioneller Kernenergie, der sogenannten Kernspaltung, die seit den 1950er Jahren unsere einzige Möglichkeit ist, aus Atomen Strom zu gewinnen.
In den letzten sechs Monaten gab es Durchbrüche, die viele glauben ließen, dass es eine Frage des „Wann“ und nicht des „Ob“ ist, mit allen Augen darauf, wer die Technologie im Rennen auf die Straße bringen kann.
China gab kürzlich bekannt, dass es seinen Sonnenreaktor angefeuert hat – und neue Experimente haben gezeigt, dass er mit 20 Minuten die längste Zeit aller Zeiten bei außergewöhnlichen Temperaturen brennt.
Aber die Geschwindigkeit und der Erfolg des chinesischen Projekts haben bereits Befürchtungen hinsichtlich seiner möglichen Dominanz im Bereich der Kernfusion geweckt.
Die Analysten Thomas Corbett und Peter Singer sagen, dass China große Ambitionen auf diesem Gebiet hat und die jüngsten rekordverdächtigen Fortschritte von enormer Bedeutung waren.
„Die Implikationen dieser Forschung und dieses neuesten Durchbruchs ihres indigenen Designs und gebauten Geräts sind immens“, schreiben sie in Verteidigung eins.
Chinas Reaktor brach in diesem Jahr Rekorde, als er anhaltende Plasmatemperaturen von 120 Millionen Celsius 101 Sekunden und 160 Millionen Grad für 20 Sekunden erreichte.
Der Kern unseres Sterns verbrennt nur 27 Millionen Grad – was bedeutet, dass Chinas Sonne etwa siebenmal heißer ist als der echte Himmelsriese.
Die Länder, die diese Technologie entwickeln und einsetzen können, haben das Potenzial, massive Gewinne in Bezug auf zuverlässige und erneuerbare Energie und die damit verbundene geringere Anfälligkeit zu erzielen.”
Dr. Daniel Jassaby
Bahnbrechende Tests, die am Reaktor Experiential Advanced Supraconductor Tokamak (EAST) durchgeführt werden, versuchen, eine höhere Temperatur und eine längere Dauer zu erreichen.
Die Anreize für China, seine Investitionen, die bereits 700 Millionen Pfund erreicht haben, weiter zu erhöhen, seien enorm, argumentieren sie.
Der tägliche Ölverbrauch des Landes beträgt rund 14,3 Millionen Barrel pro Tag und könnte in Kriegszeiten gefährdet sein.
Doch sollte die „künstliche Sonne“ funktionieren – Lieferketten sind für Peking kein Thema mehr.
Sie weisen auch darauf hin, dass Chinas Stromnetz unter dem Druck seines Strebens nach halsbrecherischem Wirtschaftswachstum knarrt, was bedeutet, dass „Unabhängigkeit für die Entscheidungsträger in Peking daher oberste Priorität hat“.
Kernfusion – was ist das?
Hier ist, was Sie wissen müssen…
- Kernfusion ist ein Prozess, bei dem zwei leichte Kerne (Teile eines Atoms) verwendet werden, um einen einzigen “schweren” Kern zu erzeugen
- Diese “Kernreaktion” setzt riesige Energiemengen frei
- Das liegt daran, dass der “schwere” Kern nicht so schwer ist wie die Masse der beiden “leichten” Kerne zusammen
- Diese “verlorene Masse” kann dann in riesige Energiemengen umgewandelt werden
- Fusion ist ein häufiges Ereignis in Sternen, wie der Sonne im Zentrum unserer eigenen Galaxie
- So kann die Sonne so viel Wärme und Licht spenden
- Aber es ist schwierig, eine Kernfusionsreaktion auf der Erde zu starten
- Das Ziel ist es, eine Kernreaktion zu starten, die mehr Energie freisetzt, als Sie zum Starten der Reaktion benötigen
- Das Problem ist, dass beide Kerne positive Ladungen haben und sich gegenseitig abstoßen
- Um dies zu verhindern, müssen sie mit sehr hohen Geschwindigkeiten aufeinanderprallen – was einen hohen Druck und eine hohe Temperatur erfordert
- Wenn Wissenschaftler eine energiesparende Methode entwickeln können, um dies zu erreichen, könnten sie enorme (und möglicherweise “unbegrenzte”) Mengen an sauberer Energie erzeugen
Und das Knacken der Kernfusion könnte im Wettlauf mit den Vereinigten Staaten und anderen Westmächten sogar auf den militärischen Bereich übergreifen.
„Außerdem wird die Entwicklung tragfähiger Fusionsreaktoren viele zusätzliche Vorteile haben, die in der militärischen und zivilen Wirtschaft noch nicht vorhergesehen wurden, ähnlich wie es die Kernspaltung getan hat.“
Neben Tokamak-Reaktoren investiert China auch stark in die Forschung zur Fusion von Trägheitsbeschränkungen.
Dies ist ein alternativer Ansatz, der Fusionsreaktionen initiiert, indem Kraftstoff mit Hochleistungslasern komprimiert wird.
Derzeit entsteht in Shanghai die Station of Extreme Light, eine Anlage für Experimente mit einem 100-Petawatt-Laser.
Im Mittelpunkt der weltweiten Versuche, die Kernfusion zu knacken, steht der Internationale Thermonukleare Versuchsreaktor (ITER), ein Tokamak in der Größe von 60 Fußballfeldern in Frankreich.
Es soll eine Zusammenarbeit zwischen der Europäischen Union, den USA, Großbritannien, China, Russland, Japan, Indien und Südkorea sein.
Aber es wurde kritisiert, dass es sich um eine grandiose Geldverschwendung handelt, die von der Bürokratie verteufelt wird.
Stattdessen haben es einzelne Länder und mittlerweile auch private Unternehmen selbst in die Hand genommen, das Rennen zu gewinnen.
Aber China hat vielleicht nicht seinen eigenen Weg und auf der ganzen Welt arbeiten auch andere Projekte mit Hochdruck daran, die Kernfusion zu knacken.
Die Tests in China erfolgen zur gleichen Zeit wie in den USA in der National Ignition Facility, die einen leistungsstarken Laser verwendet, um Wasserstoffbrennstoff zu erhitzen und zu komprimieren, um die Fusion einzuleiten.
Ein dort im August durchgeführtes Experiment deutet darauf hin, dass das Ziel der “Zündung”, bei der die durch die Fusion freigesetzte Energie die vom Laser abgegebene Energie übersteigt, nun zum Greifen nah ist, berichtete die BBC.
„Dies ist ein großer Fortschritt für die Fusion und für die gesamte Fusionsgemeinschaft“, sagte Debbie Callahan, Physikerin am Lawrence Livermore National Laboratory, das das NIF beherbergt.
Der dritte große Durchbruch im Rüstungswettlauf erfolgte auch in den USA, ter Financial Times.
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Ein in Boston ansässiges Start-up demonstrierte die Verwendung eines Hochtemperatur-Supraleiters, um ein viel stärkeres Magnetfeld als ein herkömmlicher Tokamak zu erzeugen.
Commonwealth Fusion Systems glaubt, dass die Entdeckung es ermöglichen wird, eine effizientere Fusionsmaschine zu bauen, die rentabler ist.
Inzwischen sind in Großbritannien fünf Standorte für den ersten Prototypen einer Fusionsenergieanlage vorgesehen.
Pläne für den sphärischen Tokamak zur Energieerzeugung (Stufe) und eine endgültige Entscheidung über seinen Standort voraussichtlich Ende 2022.
Die Regierung hat bisher 222 Millionen Pfund für das Step-Programm ausgegeben und weitere 184 Millionen Pfund in neue Fusionsanlagen im Culham Science Center bei Oxford und in Rotherham investiert.
Auch Südkorea betreibt beeindruckende Recherchen, um das Rennen zu gewinnen.
Im Jahr 2020 stellte das Korea Superconductor Tokamak Advanced Research einen Weltrekord für die „künstliche Sonne“ mit einer Betriebsdauer von 20 Sekunden bei 100 Millionen Grad auf.
Aber nicht alle Wissenschaftler sind davon überzeugt, dass die Kernfusion so sicher und sauber sein kann, wie behauptet wird.
IMMENSER DURCHBRUCH
Der Physiker Daniel Jassaby, der am Princeton Plasmalabor arbeitete, sagte, ein Fusionsreaktor sei “bei weitem nicht perfekt und in gewisser Weise dem Gegenteil nahe”.
Schreiben im Bulletin of Atomic Scientists Er sagte, dass der Prozess der Kernfusion das Potenzial habe, Strahlenschäden und radioaktiven Abfall zu produzieren – im Gegensatz zu den Behauptungen, dass er sauber und sicher sei.
Dr. Jassaby argumentiert, dass die Kernfusion zur “Produktion großer Mengen radioaktiver Abfälle und zu ernsthaften Strahlenschäden an Reaktorkomponenten” führen könnte.
Er sagt auch, dass der “parasitäre Stromabfluss”, der zum Befeuern von Fusionsreaktoren benötigt wird, bedeutet, dass sie “einen guten Teil des Stroms verbrauchen, den sie produzieren”.
Fusionsreaktoren müssen mit Brennstoff aus Kernspaltungsreaktoren versorgt werden, was eine “ständige Abhängigkeit” von ihnen bedeutet, sagte er.
Und es besteht das Potenzial für die Verbreitung von Atomwaffen durch die “offene geheime” Produktion von Plutonium 239.
Aber abgesehen von diesen Bedenken könnten die Auswirkungen der Beherrschung der Kernfusion auf unser Leben dennoch erschütternd sein.
Ein Glas des durch den Prozess erzeugten Brennstoffs hat das Energiepotenzial von 1 Million Gallonen Öl und könnte 9 Millionen Kilowattstunden Strom erzeugen – genug, um ein Haus mehr als 800 Jahre lang mit Strom zu versorgen.
Corbett und Singer sind sich darüber im Klaren, was in diesem Rennen auf dem Spiel steht.
„Die Länder, die diese Technologie entwickeln und einsetzen können, haben das Potenzial, massive Gewinne in Bezug auf zuverlässige und erneuerbare Energie und die damit verbundene geringere Anfälligkeit zu erzielen.“
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