MIT Physiker/Fusionsenergieexperte erschossen

[Minimalphilosoph]

Für Fusion gibt es einen Strang. Es ging eigentlich um den Tod des Wissenschaftlers, bis dieser enthirnte Vollspasti aufgetaucht ist…..

Ich habe nun zu dritten mal dieses Thema gegoogelt." Nuno Loureiro, Professor für Nuklearwissenschaft und -technik sowie für Physik am MIT"
Alle erstplatzierten sind mittlerweile verschwunden. In einem war von einem iranischen Attentäter die Rede...

Dieser Verweis taucht immer wieder auf.

[Links nur für registrierte Nutzer]

[Differentialgeometer]

Ich habe nun zu dritten mal dieses Thema gegoogelt." Nuno Loureiro, Professor für Nuklearwissenschaft und -technik sowie für Physik am MIT"
Alle erstplatzierten sind mittlerweile verschwunden. In einem war von einem iranischen Attentäter die Rede...

Dieser Verweis taucht immer wieder auf.

[Links nur für registrierte Nutzer]

Sieht so aus, als wollte man es tatsächlich den Iranern anhängern: [Links nur für registrierte Nutzer]

Wusste nicht, dass er pro-israel und jüdisch war; nichtsdestotrotz gibt es ja nun auch genügend westliche Energieunternehmen, denen einen solche Technologie ein Dorn im Auge wäre.

[hmpf]

...
Der Unterschied zur Kernspaltung liegt also nicht darin, dass man plötzlich Wärmetauscher für Millionen Grad bräuchte, sondern darin, wo die Energie entsteht. Bei der Spaltung wird der Brennstoff selbst heiß und gibt seine Wärme direkt an Hüllrohre ab. Bei der Fusion bleibt der Brennstoff berührungslos, und die Energie wird durch Neutronen in massive Strukturen getragen, ...

So ein Blödsinn!
Die Energie entsteht durch Fusion im Plasma. Das Millionen Grad heiße Plasma strahlt millionenfach stärker
(T^4-Gesetz) als die Heizdrähte eines Ceran-Kochfeldes.
Beim Ceran-Kochfeld erfolgt die Wärmeübertragung im Wesentlichen auch nicht durch Wärmeleitung,
sondern durch Strahlung.
Die ist aber millionenfach höher als in einem Ceran-Kochfeld oder Kernspaltungskraftwerk.
Das wäre etwa so, als würde man versuchen den Kessel einer Dampflok mit einem Millionen Grad heißen
Schweißbrenner zu erwärmen. Der Kessel wäre sofort im Eimer.

Um eine Wasserstoff-Fusionsbombe-Bombe zünden zu können, braucht es eine Kernspaltungs-Atombombe als Zünder.
Genau diese Energiedichte bräuchte man dauerhaft auch in einem Fusionsreaktor.
In einem Kernspaltungsreaktor braucht man nur den natürlichen radioaktiven Zerfall zu beschleunigen.
Aber selbst das ist ja auch schon einige Male schief gegangen und hat zur Zerstörung der Kraftwerke geführt
und die Umgebung unbewohnbar gemacht.
Auch bei der Deuterium-Tritium-Fusion entstehen durch die erzeugten schnellen Neutronen Unmengen
an radioaktiven Materialien.

[Differentialgeometer]

So ein Blödsinn!
Die Energie entsteht durch Fusion im Plasma. Das Millionen Grad heiße Plasma strahlt millionenfach stärker
(T^4-Gesetz) als die Heizdrähte eines Ceran-Kochfeldes.
Beim Ceran-Kochfeld erfolgt die Wärmeübertragung im Wesentlichen auch nicht durch Wärmeleitung,
sondern durch Strahlung.
Die ist aber millionenfach höher als in einem Ceran-Kochfeld oder Kernspaltungskraftwerk.
Das wäre etwa so, als würde man versuchen den Kessel einer Dampflok mit einem Millionen Grad heißen
Schweißbrenner zu erwärmen. Der Kessel wäre sofort im Eimer.

Um eine Wasserstoff-Fusionsbombe-Bombe zünden zu können, braucht es eine Kernspaltungs-Atombombe als Zünder.
Genau diese Energiedichte bräuchte man dauerhaft auch in einem Fusionsreaktor.
In einem Kernspaltungsreaktor braucht man nur den natürlichen radioaktiven Zerfall zu beschleunigen.
Aber selbst das ist ja auch schon einige Male schief gegangen und hat zur Zerstörung der Kraftwerke geführt
und die Umgebung unbewohnbar gemacht.
Auch bei der Deuterium-Tritium-Fusion entstehen durch die erzeugten schnellen Neutronen Unmengen
an radioaktiven Materialien.

Ach, Du armer Clown. Wann nehmen Dir die Pfleger endlich den Zugang weg, damit Du nicht mehr Unsinn verbeitest.

Der entscheidende Irrtum besteht darin, das Stefan-Boltzmann-Gesetz direkt auf ein Fusionsplasma anzuwenden.
Dieses Gesetz mit seiner T⁴-Abhängigkeit beschreibt die thermische Strahlung eines kompakten, optisch dicken Materials im lokalen thermodynamischen Gleichgewicht – also eines Systems, in dem die Teilchen intensiv miteinander kollidieren und die Strahlung von einer klar definierten Oberfläche ausgeht. Beispiele dafür sind ein glühendes Ceran-Kochfeld, ein Heizdraht oder die Wand eines Dampfkessels. Ein magnetisch eingeschlossenes Fusionsplasma erfüllt diese Bedingungen jedoch nicht. Ein Plasma in einem Tokamak ist optisch extrem dünn. Die Teilchendichte liegt um viele Größenordnungen unter der in Festkörpern oder sogar in einer offenen Flamme. Es existiert keine Oberfläche, die wie ein schwarzer Körper strahlt. Daher gilt das Stefan-Boltzmann-Gesetz hier einfach nicht. Würde es gelten, könnte man ein Plasma weder im Labor noch im Weltraum auch nur für Bruchteile einer Sekunde halten. Sterne wären unmöglich – und Tokamaks erst recht.
Die tatsächliche Strahlungsleistung eines Fusionsplasmas wird stattdessen durch atomare und mikroskopische Prozesse bestimmt: Bremsstrahlung, Zyklotron- und Synchrotronstrahlung sowie Linienstrahlung von Verunreinigungen. Diese Prozesse skalieren primär mit der Teilchendichte und nicht allein mit der Temperatur. Genau das ermöglicht es, dass ein Plasma mit 100 Millionen Kelvin dennoch nur einige Megawatt pro Quadratmeter abstrahlt – eine Leistungsdichte, die technisch gut handhabbar ist und gezielt über Divertoren abgeführt werden kann.

Die Vergleiche mit einem Schweißbrenner oder einem Kochfeld sind daher physikalisch irreführend.
Ein Schweißbrenner wirkt so intensiv, weil er dicht gepackt ist und Energie thermisch, konvektiv und radiativ direkt auf das Material überträgt. Ein Tokamak-Plasma ist dagegen berührungslos, hochverdünnt und magnetisch vollständig isoliert. Es gibt keinen direkten „Millionen-Grad-Wärmestrom“ auf die Wandungen. Der Vergleich hinkt genauso wie der Versuch, die Temperatur des interstellaren Mediums mit der eines Sternkerns gleichzusetzen.

Auch der Hinweis auf die Wasserstoffbombe ist missverständlich, allerdings aus einem anderen Grund.
Tatsächlich benötigt eine Fusionsbombe eine Spaltbombe als Zünder. Das liegt jedoch nicht an der hohen Temperatur allein, sondern an der extremen Dichte und Kompression, die für eine unkontrollierte Kettenreaktion erforderlich sind. Ein Fusionsreaktor verfolgt das genaue Gegenteil: niedrige Dichte, streng kontrollierte Reaktionsrate und stationären Betrieb. Die Energiedichte im Tokamak-Plasma ist um viele Größenordnungen geringer als in einer Bombe. Deshalb kann ein Fusionsreaktor nicht explodieren – im Worst-Case erlischt das Plasma einfach.
Das häufig gehörte Argument, man müsse diese enorme Energiedichte dauerhaft bändigen, ist daher falsch. Man braucht hohe Teilchenenergie (also Temperatur), aber keine hohe Energiedichte.

Völlig zutreffend – und hier hast du aus Versehen recht – ist dagegen der Einwand zu den Neutronen.
Die schnellen 14-MeV-Neutronen aktivieren tatsächlich die umgebenden Materialien, machen Stahl spröde und erzeugen kurz- bis mittellebige Radioaktivität. Das ist eines der größten noch offenen Probleme der Kernfusion.
Allerdings: Diese Radioaktivität ist keine vergleichbare Kettenreaktions-Radioaktivität wie bei der Spaltung. Sie ist zeitlich begrenzt und von anderer Art. Sie macht die Fusion technisch sehr anspruchsvoll, aber nicht physikalisch unmöglich.

Zusammengefasst ergibt sich ein folgendes Bild:
Kernfusion scheitert nicht daran, dass man „Millionen-Grad-Wärmetauscher“ oder unvermeidliche Verdampfung der Wände bräuchte.
Die wahren Herausforderungen sind:
- Materialien, die Neutronenbelastung dauerhaft aushalten
- lokal extrem hohe Wärmeflüsse (insbesondere im Divertorbereich),
- die Instabilität des Plasmas,
- das komplexe Handling von Tritium,
- die enorme Größe und der hohe Kostenaufwand eines wirtschaftlichen Reaktors.
Das sind alles Ingenieur- und Materialwissenschaftsprobleme – keine fundamentalen thermodynamischen Hindernisse.

[hmpf]

... Der entscheidende Irrtum besteht darin, das Stefan-Boltzmann-Gesetz direkt auf ein Fusionsplasma anzuwenden. ...

So ein Blödsinn!
Um eine Fusion in Gang zu setzen und dann aufrecht zu erhalten, muss die Dichte des Plasmas deutlich höher
sein als in jedem Festkörper. Was in den Kernen der Sterne ja auch der Fall ist.
Das Stefan-Boltzmann-Gesetz gilt für jedes Plasma. Das beweist ja auch das ca. 5000 Kelvin heiße Plasma des
Heliums der Sonnenoberfläche:

Wie man (hoffentlich) sieht, gehorcht das Plasma auch dem Wienschen Verschiebungsgesetz.
Das Maximum der Sonnenstrahlung hat eine 20-fach kürzere Wellenlänge (ca. 0,5 µm) als das Maximum der
Erdstrahlung (ca. 10 µm). Also ist die Wellenlänge der maximalen Abstrahlung auch bei dem 5000 Kelvin heißen
Sonnenplasma umgekehrt proportional zur Temperatur.

Insgesamt entspricht das Sonnenspektrum einem schwarzen Strahler und beweist, dass Fusionsreaktoren nur
in Traumwelten so klein herstellbar wären, dass sie auf einen Planeten passen würden.

[Differentialgeometer]

So ein Blödsinn!
Um eine Fusion in Gang zu setzen und dann aufrecht zu erhalten, muss die Dichte des Plasmas deutlich höher
sein als in jedem Festkörper. Was in den Kernen der Sterne ja auch der Fall ist.
Das Stefan-Boltzmann-Gesetz gilt für jedes Plasma. Das beweist ja auch das ca. 5000 Kelvin heiße Plasma des
Heliums der Sonnenoberfläche:

Wie man (hoffentlich) sieht, gehorcht das Plasma auch dem Wienschen Verschiebungsgesetz.
Das Maximum der Sonnenstrahlung hat eine 20-fach kürzere Wellenlänge (ca. 0,5 µm) als das Maximum der
Erdstrahlung (ca. 10 µm). Also ist die Wellenlänge der maximalen Abstrahlung auch bei dem 5000 Kelvin heißen
Sonnenplasma umgekehrt proportional zur Temperatur.

Insgesamt entspricht das Sonnenspektrum einem schwarzen Strahler und beweist, dass Fusionsreaktoren nur
in Traumwelten so klein herstellbar wären, dass sie auf einen Planeten passen würden.

Lern Physik, Du geistesgestörter Kretin.

Zunächst zur Dichte.
Die Behauptung, ein Fusionsplasma müsse eine „deutlich höhere Dichte als jeder Festkörper“ haben, ist objektiv falsch – und zwar um viele Größenordnungen.
Typische Größenordnungen:
- Festkörper:
- Tokamak-Plasma (ITER):
Das Plasma im Fusionsreaktor ist also etwa 100 Millionen Mal dünner als ein Festkörper.
Das ist keine Auslegungssache, sondern eine Messgröße.

Dass Fusion trotzdem möglich ist, liegt nicht an hoher Dichte, sondern am Lawson-Kriterium, das ausdrücklich drei äquivalente Wege kennt:
- hohe Dichte + kurze Zeit (Bombe),
- mittlere Dichte + mittlere Zeit (Trägheitsfusion),
- sehr niedrige Dichte + lange Zeit (magnetischer Einschluss).

Tokamaks realisieren die dritte Variante. Sie arbeiten explizit im Niedrigdichte-Regime. Genau deshalb explodieren sie nicht.

Nun zum Stefan–Boltzmann-Gesetz und zur Sonne. Hier liegt der Kern deines Missverständnisses.
Das Stefan–Boltzmann-Gesetz gilt nicht für „jedes Plasma“, sondern für optisch dicke Medien im lokalen thermodynamischen Gleichgewicht, bei denen Photonen viele Male absorbiert und reemittiert werden, bevor sie entweichen. Das ist entscheidend.
Die Photosphäre der Sonne – das von dir genannte ~5000-K-Heliumplasma – ist genau so ein Fall:
- extrem hohe Dichte verglichen mit Laborplasmen,
- große optische Tiefe,
- nahezu vollständige thermische Kopplung zwischen Materie und Strahlung.

Deshalb zeigt die Sonnenphotosphäre:
- ein nahezu perfektes Schwarzkörperspektrum,
- Wiensches Verschiebungsgesetz,
- Stefan–Boltzmann-Skalierung.

Das beweist nicht, dass jedes Plasma so strahlt – es beweist nur, dass die Sonnenoberfläche kein dünnes Plasma ist, sondern ein strahlungsdominierter, optisch dichter Übergangsbereich.

Der Sonnenkern, wo die Fusion tatsächlich stattfindet, strahlt übrigens nicht wie ein Schwarzkörper nach außen. Die dort erzeugte Energie braucht hunderttausende Jahre, um durch zufällige Photon-Streuung zur Oberfläche zu diffundieren. Das allein widerlegt schon die Gleichsetzung „Fusion → Schwarzkörperstrahlung“.
Ein Tokamak-Plasma ist das genaue Gegenteil der Sonnenphotosphäre: extrem niedrige Dichte,optisch dünn, Photonen verlassen das Plasma praktisch sofort, und keine thermische Kopplung zwischen Strahlung und Wand.

Deshalb gilt dort eben kein Stefan–Boltzmann-Gesetz, kein Wiensches Verschiebungsgesetz, und Strahlung entsteht durch mikroskopische Prozesse, nicht durch Gleichgewichtsthermodynamik.

Dass Sterne Schwarzkörper sind, liegt nicht an der Fusion, sondern an ihrer Größe, Dichte und optischen Dicke.

Zum letzten Punkt: „Fusionsreaktoren passen nur in Traumwelten auf einen Planeten“.

Hier wird erneut Ursache und Wirkung vertauscht. Sterne sind groß, weil Gravitation nötig ist, um hohe Dichte zu erzeugen, die Energie nur sehr langsam entweichen darf und Strahlung im Inneren gefangen ist.
Tokamaks sind groß, weil Magnetfelder endlich stark sind, Materialbelastungen begrenzen und man Neutronen abschirmen muss.

Das sind alles technische Gründe, keine thermodynamischen.
Es gibt keinen physikalischen Satz, der verlangt, dass ein Fusionsreaktor Sternengröße haben muss. Was es gibt, sind harte Ingenieursgrenzen, die große Anlagen nötig machen – aber das ist etwas völlig anderes als ein prinzipieller Unmöglichkeitsbeweis.

[hmpf]

... Das Plasma im Fusionsreaktor ist also etwa 100 Millionen Mal dünner als ein Festkörper. ...

Richtig!
Und deshalb kriegt man damit auch keine Kaffeekanne erwärmt, sondern nur eine „theoretische“ Fusion von
wenigen Atomen realisiert.
Einfach mal nach Tripelpunkt im Zusammenhang mit Kern-Fusion googlen.

[Klopperhorst]

Solange mein Lieblings-Youtuber nicht erschossen wird, ist alles in Ordnung und die Entwicklung der Wissenschaft gesichert.



---

[Differentialgeometer]

Update: man hat einen 48 jährigen Portugiesen erschossen aufgefunden. Der wird nicht nur mit dem MIT Physiker in Zusammenhang gebracht, sondern auch mit der Schiesserei an der Brown University.

[Differentialgeometer]

Richtig!
Und deshalb kriegt man damit auch keine Kaffeekanne erwärmt, sondern nur eine „theoretische“ Fusion von
wenigen Atomen realisiert.
Einfach mal nach Tripelpunkt im Zusammenhang mit Kern-Fusion googlen.

Das Plasma ist um viele Größenordnungen dünner als jeder Festkörper. Genau das ist auch der Grund, warum man mit dem Plasma selbst tatsächlich keine Kaffeekanne erhitzen könnte. Aber daraus folgt nicht, dass im Reaktor nur eine „theoretische Fusion weniger Atome“ stattfindet oder dass keine nennenswerte Wärme erzeugt werden kann. Hier liegt der entscheidende Denkfehler: Du setzt implizit voraus, dass die nutzbare Wärme aus der direkten thermischen Kopplung zwischen Plasma und Umgebung stammen müsste. Genau das ist aber nicht der Fall – und auch nie das Ziel gewesen.


Das Plasma dient ausschließlich dazu, Fusionsreaktionen zu ermöglichen, nicht dazu, als Wärmeträger zu fungieren. Seine hohe Temperatur ist eine Bedingung für die Reaktion, nicht für die Energieabfuhr. Die eigentliche Energietransportarbeit leisten die bei der Fusion entstehenden schnellen Neutronen. Diese entstehen im Plasma, verlassen es sofort, weil sie elektrisch neutral sind, und tragen den größten Teil der Fusionsenergie nach außen. Erst außerhalb des Plasmas, in der umgebenden Reaktorstruktur, wird diese Energie in gewöhnliche Wärme umgewandelt. Dort, im Blanket, entsteht die thermische Leistung, die anschließend mit ganz normalen Kühlkreisläufen abgeführt wird.


Dass das Plasma so dünn ist, ist also kein Nachteil, sondern eine bewusste Designentscheidung. Würde man versuchen, die Fusionsenergie direkt über Strahlung oder Wärmeleitung aus dem Plasma zu gewinnen, wäre der Reaktor tatsächlich unbrauchbar. Genau deshalb tut man das nicht. Die niedrige Dichte sorgt dafür, dass das Plasma optisch dünn bleibt, nicht wie ein Schwarzkörper abstrahlt und die Wand nicht mit einer Stefan-Boltzmann-Leistung bombardiert. Das Stefan-Boltzmann-Gesetz ist hier nicht anwendbar, weil es ein optisch dichtes Medium im thermischen Gleichgewicht voraussetzt (s.o.). Ein Tokamak-Plasma erfüllt diese Voraussetzungen nicht. Es hat keine Oberfläche, keine hohe optische Tiefe und keine intensive Wechselwirkung zwischen Photonen und Materie. Photonen, die entstehen, verlassen das Plasma sofort; sie tragen nur einen vergleichsweise kleinen Teil der Energie.


Der Vergleich mit der Sonnenoberfläche führt hier in die Irre. Die Photosphäre der Sonne ist ein extrem dichter, optisch dicker Übergangsbereich, in dem Materie und Strahlung stark gekoppelt sind. Deshalb zeigt sie ein nahezu perfektes Schwarzkörperspektrum und gehorcht dem Wienschen Verschiebungsgesetz. Der Sonnenkern, wo die Fusion tatsächlich stattfindet, strahlt hingegen nicht direkt nach außen. Die dort erzeugte Energie diffundiert über unzählige Streuprozesse über sehr lange Zeiträume zur Oberfläche. Die Schwarzkörperstrahlung der Sonne ist also kein Beweis dafür, dass Fusion zwangsläufig mit Schwarzkörperstrahlung einhergeht, sondern ein Beweis für die optische Dicke der Sonnenhülle.


Auch der Verweis auf den Tripelpunkt hilft hier nicht weiter. Der Tripelpunkt ist ein Konzept der Gleichgewichtsthermodynamik für kondensierte Materie. Ein magnetisch eingeschlossenes Plasma steht weder mit der Wand noch mit einem Arbeitsmedium im thermischen Gleichgewicht. Es gibt keine Phase, die zwischen fest, flüssig und gasförmig wechselt, und es gibt keinen kontinuierlichen Wärmeübergang vom Plasma in ein Fluid. Die Energie verlässt das Plasma primär in Form von Neutronen, nicht als Wärmefluss im klassischen Sinn.


Am Ende bleibt festzuhalten: Ja, das Plasma ist extrem dünn, und ja, man könnte damit keine Kaffeekanne direkt erhitzen. Aber genau das ist irrelevant. Die nutzbare Wärme entsteht nicht im Plasma selbst, sondern in der umgebenden Struktur, in der die Fusionsprodukte ihre Energie deponieren. Dass das technisch ungeheuer schwierig ist, insbesondere wegen der Neutronenschäden, der Aktivierung von Materialien und der mechanischen Belastung, steht außer Frage. Aber es ist etwas völlig anderes, als zu sagen, es finde nur eine „theoretische“ Fusion ohne energetische Relevanz statt. Die Energie ist real, sie ist groß, und sie wird physikalisch korrekt in Wärme umgewandelt – nur eben nicht dort, wo viele es intuitiv erwarten.

Gibst Du jetzt auf oder möchtest Du Dich weiter blamieren?! Darfst Du eigentlich wegen deiner Dummheit Behindertenparkplätze benutzen?!