- Der WEST-Tokamak der französischen CEA hielt am 12. Februar ein Plasma 1.337 Sekunden lang aufrecht, also mehr als 22 Minuten, und brach damit den Weltrekord für die Dauer eines Tokamak-Plasmas
- Die Rekordzeit ist 25 % länger als der vorherige Rekord, den Chinas EAST erst vor wenigen Wochen aufgestellt hatte, und zeigt, dass die Technik zur Kontrolle von Plasma über lange Zeiträume ausgereifter wird
- Damit Anlagen wie ITER in eine praktisch relevante experimentelle Phase übergehen können, muss das von Natur aus instabile Plasma lange stabilisiert werden; außerdem müssen plasmazugewandte Komponenten Strahlung und Kontaminationsprobleme aushalten
- WEST ist eine Anlage am CEA Cadarache in Südfrankreich und unterstützt mit supraleitenden Spulen und aktiv gekühlten Komponenten Langzeitexperimente mit Plasma
- Die Experimente sollen als Nächstes zu noch längeren Dauerzeiten und höheren Temperaturen führen, doch damit Kernfusion bis 2050 wesentlich zur Klimaneutralität beitragen kann, bleiben technische Herausforderungen und der Nachweis der Wirtschaftlichkeit bestehen
Der WEST-Rekord von 1.337 Sekunden
- WEST hielt am 12. Februar ein Plasma 1.337 Sekunden lang aufrecht
- Das entspricht einer Dauer von mehr als 22 Minuten
- Das Ergebnis liegt 25 % über dem vorherigen Rekord, den Chinas EAST erst vor wenigen Wochen erreicht hatte
- Dieser Tokamak befindet sich am CEA Cadarache in Südfrankreich und ist eine der mittelgroßen Tokamak-Anlagen des EUROfusion-Konsortiums
- Das gilt als Zeichen dafür, dass Wissen und technische Kontrolle für Langzeitplasmen ausgereifter geworden sind
- Die lange Dauer ist ein wichtiger Meilenstein für Anlagen wie ITER
- ITER muss ein Fusionsplasma mehrere Minuten lang aufrechterhalten
- Ziel ist es, ein von Natur aus instabiles Plasma zu kontrollieren
- Gleichzeitig müssen plasmazugewandte Komponenten Strahlung aushalten, ohne Ausfälle oder eine Verunreinigung des Plasmas zu verursachen
- WEST speiste während der über 20 Minuten stabil gehaltenen Wasserstoffplasmen 2 MW Heizleistung ein
- Künftige WEST-Experimente sollen auf sehr lange Plasma-Dauern, einen kumulierten Betrieb über mehrere Stunden und höhere Plasma-Temperaturen ausgeweitet werden
Einordnung und Grenzen internationaler Fusionsforschung
- WEST ist eine Anlage, die auf jahrzehntelanger Erfahrung der CEA in der Tokamak-Plasmaforschung basiert
- Forschende aus aller Welt nutzen WEST
- Zu den entscheidenden Eigenschaften für Langzeitplasmen gehören supraleitende Spulen und aktiv gekühlte Komponenten
- WEST ist Teil eines internationalen Forschungsfelds zusammen mit mehreren großen Fusionsexperimenten
- Das britische JET wurde Ende 2023 stillgelegt und hält den Rekord für Fusionsenergie
- Auch Japans JT-60SA, Chinas EAST, Koreas KSTAR und die Leit-Anlage ITER werden in diesem Zusammenhang genannt
- Das übergeordnete Ziel der Fusionsforschung ist die Kontrolle eines von Natur aus instabilen Plasmas
- Sie benötigt weniger Ressourcen und Brennstoff als Kernspaltung
- Sie erzeugt keinen langlebigen radioaktiven Abfall
- Die am weitesten entwickelte Methode der Energieerzeugung ist die magnetische Einschlussfusion
- Dabei wird Plasma mit starken Magnetfeldern in einem Torus eingeschlossen
- Das Plasma wird erhitzt, bis die Wasserstoffkerne fusionieren
- JET hat bereits über einige Sekunden hinweg eine Fusionsleistung von 15 MW erzeugt
- Frankreich ist mit WEST und ITER in einer günstigen Position, um den ersten Prototyp eines Fusionsreaktors aufzunehmen
- Für die großskalige Erzeugung von Fusionsenergie ist eine umfangreiche Infrastruktur nötig, weshalb sie nur schwer erheblich zur Klimaneutralität bis 2050 beitragen kann
- Es bleiben viele technische Herausforderungen
- Auch die wirtschaftliche Machbarkeit dieser Form der Energieerzeugung muss noch nachgewiesen werden
1 Kommentare
Meinungen auf Hacker News
Wenn man Kernfusion in Schwerelosigkeit betreibt, wäre das Einschlussproblem im Grunde gelöst; das Problem ist nur, in Schwerelosigkeit die Bedingungen für Kernfusion zu schaffen.
Die einfachste Methode wäre wohl, genug Materie an einem Ort zu sammeln, sodass die Gravitation selbst die Fusionsbedingungen erzeugt. Dann wäre das Kraftwerk aber viel zu stark, um es auf der Erde zu platzieren, und müsste aus Sicherheitsgründen enorm weit entfernt sein.
Danach stellt sich das Problem, den Strom wieder zur Erde zu schicken; aber man könnte wohl Photonen in sicherer Entfernung vom Fusionspunkt sammeln und die Energie zurückgewinnen, ohne zu nahe heranzugehen.
Wenn sie nicht gerichtet wird und in alle Richtungen abstrahlt, erreicht nur ein winziger Teil der erzeugten Photonen die Erde.
Um diese Photonen für nützliche Arbeit einzusetzen, müsste man sie sammeln; andernfalls würden sie einfach die Erde erwärmen.
Liegt die Quelle wegen des Sicherheitsabstands weiter weg oder näher als eine geostationäre Umlaufbahn, kann man sie nicht ständig sehen, sodass eine Art „Nacht“ entsteht und überall auf der Erde Kollektoren nötig wären.
Außerdem gibt es Probleme wie hohe Luftfeuchtigkeit in der Atmosphäre, die Photonen absorbiert oder streut und so die Effizienz der Kollektoren senkt.
Möglich wäre es wohl, aber die tatsächlich maximale Kapazität wäre immer ziemlich begrenzt, und gemessen an der gesamten Fusionsenergie wäre der Gesamtprozess sehr ineffizient.
Da Regionen mit höherer Strahlung wahrscheinlich wärmer wären, könnten Menschen sich sogar dafür entscheiden, dort Urlaub zu machen.
Außerdem müsste man sich auch noch mit dem Dreikörperproblem befassen, und auf der Seite, die zum Reaktor blickt, gäbe es das Problem, dass Photonen bei Bewölkung nicht durchkommen.
„25 % besser als der vor wenigen Wochen von Chinas EAST aufgestellte vorherige Rekord“ – dieses Wettrüsten bei der Kernfusion ist begrüßenswert.
Dass eine Technologie, die immer „in 20 Jahren“ kommen sollte, 22 Minuten erreicht hat, ist wirklich beeindruckend; da bekommt man Lust, sich tiefer mit den technischen Herausforderungen der Kernfusion zu beschäftigen.
Dieser Reaktor hatte auch keine Vorrichtungen, um Energie zurückzugewinnen oder Neutronen zur Erbrütung von Tritium zu nutzen.
Trotzdem beeindruckend und ermutigend.
Es gibt Technologien, die tatsächlich möglich, aber extrem schwierig sind und jahrzehntelange kontinuierliche Arbeit erfordern.
Ein Beispiel aus unserem Bereich war, Verstehen natürlicher Sprache mit digitalen Computern zu lösen; inzwischen ist es Realität.
Das Tripelprodukt ist in den letzten 50 Jahren schneller gestiegen als nach dem Mooreschen Gesetz.
Trotzdem machen sich die Leute über Fusionsforschung lustig; manche Dinge brauchen einfach Zeit.
Ich empfehle diese noch bessere Rezension des großartigen Buchs „The future of fusion energy“: https://www.astralcodexten.com/p/your-book-review-the-future...
Allerdings ist das Mooresche Gesetz ein Gesetz über eine bereits existierende Industrie; davor waren Verbesserungen um mehr als den Faktor 10^6 in mehreren Technologien nötig, um Computing überhaupt möglich zu machen.
Es bedeutet, dass lineare Verkleinerung exponentielle Gewinne erzeugt; bei der Auslegung von Fusionsreaktoren sehe ich aber keine solchen linearen/quadratischen Zusammenhänge.
Schon die Annahme, dass Verkleinerung über die Zeit linear voranschreitet, ist kein Gesetz, sondern etwas, das manchmal stimmte und manchmal nicht.
Konkret wurde ein Tokamak-Plasma 1337 Sekunden lang aufrechterhalten, und zum Heizen wurden 2 Megawatt verwendet.
1337 ist kein Witz; dass es vermutlich als „leet“ gelesen werden kann, ist wohl Zufall.
Trotzdem möchte ich glauben, dass die Zahl Absicht war :D
Ein guter technischer Einstieg in den H-Mode, der Fusionsreaktionen ermöglicht: https://www.energy.gov/science/articles/science-close-develo...
Im H-Mode reduziert ein stabiler turbulenzfreier Rand die Verluste von Wärme und geladenen Teilchen aus dem Plasma.
Dadurch steigt der Druck im gesamten Plasma sprunghaft an, einschließlich im Zentrum, wo Fusionsbedingungen entstehen können; zugleich verringern sich Energie- und Teilchenverluste, wodurch auch Schäden an Materialoberflächen rund um das Plasma minimiert werden.
Ein Problem, das sich zeigt, wenn man Prediction Markets auf Themen wie „Vor 2070 wird es ein kommerziell erfolgreiches Fusionskraftwerk geben“ anwendet, ist, dass die Zeit bis zur Abrechnung viel zu lang ist.
Natürlich kann man hoffen, in fünf Jahren seine „Ja“- oder „Nein“-Anteile verkaufen zu können, aber es könnte nicht genügend Liquidität geben.
Nehmen wir zum Beispiel an, M_1 ist ein Markt, der am 1. Januar 2070 mit „Ja“ abrechnet, wenn es ein kommerziell erfolgreiches Fusionskraftwerk gab, andernfalls mit „Nein“, und M_2 ist ein Markt, der in fünf Jahren mit „Ja“ abrechnet, wenn der „Ja“-Preis von M_1 über 30 % liegt. Dann entsteht ein Problem.
Leute könnten kurz vor der Abrechnung von M_2 massenhaft „Ja“-Anteile von M_1 kaufen; vielleicht würde sich das selbst korrigieren, aber es wirkt trotzdem wie ein Problem.
Statt eines Prediction Market auf den künftigen Wert eines anderen Prediction Market könnte man vielleicht Futures-Kontrakte auf Prediction-Market-Anteile nehmen.
Wenn man überzeugt ist, dass der Markt an einem bestimmten Tag in fünf Jahren eine Wahrscheinlichkeit von mindestens p ansetzen wird, könnte man eine Struktur kaufen, die es erlaubt, an diesem Tag pro Future „Nein“-Anteile zum Preis von 1-p zu verkaufen.
Wenn die „Ja“-Wahrscheinlichkeit an diesem Tag tatsächlich mindestens p beträgt, wird der „Nein“-Preis höchstens 1-p sein, sodass man „Nein“ günstiger kaufen und für 1-p verkaufen kann.
Dafür müsste man aber weiterhin „Nein“-Anteile kaufen, die man verkauft; das löst also nicht das Problem, was passiert, wenn es in fünf Jahren keine Liquidität gibt.
Man könnte 1 einsetzen, um „Ja“- und „Nein“-Anteile zu erzeugen, dann „Nein“ verkaufen und den „Ja“-Anteil behalten, der offenbar mindestens p wert ist, um ihn später bei mehr Liquidität zu verkaufen – aber vermutlich ist das etwas, das ich nicht richtig verstehe.
Im Grunde beschreibst du verschiedene Arten von Optionskontrakten.
Allerdings löst keine Option das Problem, dass es „in fünf Jahren möglicherweise keine Liquidität gibt, um Ja/Nein-Anteile zu verkaufen“.
Im Allgemeinen muss man davon ausgehen: Wenn der Primärmarkt illiquide ist, ist der Derivatemarkt noch schlechter.
Optionen nutzt man nicht, um zusätzliche Liquidität zu finden, sondern um eine sehr spezifische Markteinschätzung auszudrücken.
Wie beschrieben sind binäre Optionen auf illiquiden Märkten besonders anfällig für Marktmanipulation.
Ein Kontrakt, bei dem M_2 mit „Ja“ abrechnet, wenn der „Ja“-Preis von M_1 über 30 % liegt, ist ein Kontrakt, den man kauft, wenn man wirklich darauf wetten will, dass der Preis über 30 % liegt, keinen großen Zusatzgewinn will, falls der Preis bei 90 liegt, und auch kein besonderes Interesse daran hat, den Großteil seines Geldes zu behalten, falls er bei 29 liegt.
Bill Gates wird zum Beispiel wie Warren Buffett irgendwann sterben und den Großteil seines Geldes spenden.
Wenn man Fusion für möglich hält, kann man zu Lebzeiten beträchtliche Summen ausgeben, selbst wenn man die Kosten nicht wieder hereinholt.
Nötig ist nur, dass Investoren überzeugt sind, dass dieses Geld nicht verschwendet wird.
Ich kenne persönlich reiche Leute, die erhebliche Teile ihres Vermögens, Millionen von Dollar, auf Fusion setzen, obwohl sie wissen, dass das Risiko besteht, die Kosten tatsächlich nicht wieder hereinzuholen.
Es ist wie bei Aktien eines Unternehmens, das keine Dividende zahlt.
Was bestimmt den Preis, wenn man Aktien von Berkshire Hathaway (BRK/A) hält und in Form von Dividenden nichts erhält?
Weil man sicher sein kann, dass das Unternehmen in ferner Zukunft genug Geld auf der Bank haben wird, um Dividenden auszuzahlen.
Vielleicht nicht zu meinen Lebzeiten, aber ich kann die Aktie an jemanden verkaufen, der sie wiederum weiterverkauft, und irgendwann wird jemand eine Dividende erhalten.
Märkte sind so abstrakt, dass selbst bei einem Auszahlungszeitpunkt in unendlich ferner Zukunft schon heute ein Marktwert entstehen kann.
Die ersten Fusionskraftwerke werden ohne massive staatliche Subventionen nicht gebaut werden.
Eine Regierung wie die chinesische betrachtet das als strategische und existenzielle Frage und kann beliebig viel zahlen, um es zum Laufen zu bringen.
Denn sie will nicht von ausländischen Lieferungen fossiler Brennstoffe abhängig sein, die die USA leicht blockieren könnten.
Was die Welt gerade braucht, sind nicht noch mehr Glücksspiel und nutzlose Spekulation.
Mir war nicht klar, dass Commonwealth Fusion beim Bau eines ans Stromnetz angeschlossenen Kraftwerks schon ziemlich weit ist.
Es fühlt sich an, als würde es endlich wirklich passieren, aber ich verstehe nicht ganz, wie sie sich der Netto-Stromproduktion sicher sein können.
Dort soll im nächsten Jahr das erste Plasma erzeugt werden; die Anlage soll 2027 einen Nettogewinn demonstrieren.
ARC, das als erste ans Netz angeschlossene Anlage zur Netto-Stromlieferung angekündigt wurde, hat gerade erst einen Standort ausgewählt; von weit fortgeschrittenen Bauarbeiten kann man da kaum sprechen.
Das Ziel für die Stromproduktion dieses Kraftwerks ist „Anfang der 2030er“.
Q>1 wurde noch nicht erreicht, und vom Bau eines tatsächlichen Kraftwerks ganz zu schweigen.
Ich würde gern von Leuten hören, die sich in der Fusionsbranche besser auskennen: Was war der Grund dafür, dass das Plasma nach 22 Minuten oder in anderen Tests nach kürzerer Zeit gestoppt hat?
Wurde die Leistungszufuhr zur Aufrechterhaltung der Wärme einfach beendet, weil der Benchmark erreicht war?
Ich frage mich, ob man nahe an einem Schwellenpunkt ist, an dem man mit kleinen Anpassungen von 22 Minuten praktisch auf unbegrenzte Dauer kommt.
Das lässt sich stark reduzieren, verschlechtert aber die Plasma-Performance.
Traditionell ist die Fähigkeit des Vakuumgefäßes zur Wärmeabfuhr die Grenze.
Solche Anlagen sind wissenschaftliche Geräte, mit denen man Plasma versteht und die Performance künftiger Anlagen verbessert.
Ein echter Reaktor braucht viel Engineering, um das Problem der Wärmeabfuhr zu handhaben, und wenn man clever ist, kann man daraus sogar eine Einnahmequelle machen.
Der Pulsbetrieb an sich ist kein großes Problem, solange man den Duty Cycle hoch genug hält und im Kühlmittel ausreichend Puffer vorhält, damit die Turbine weiter gut läuft.
Ich verfolge Nachrichten zum Thema Kerntechnik weiter.
Eine etwas einfachere und unterhaltsamere Einordnung gibt es hier: https://x.com/olshansky/status/1892069988707729614
Vielleicht ein verwandter Beitrag?
Nuclear fusion: New record set at Chinese reactor EAST https://news.ycombinator.com/item?id=42917662 03-feb-2025
China's artificial sun burns for 1000 secs, creates record in fusion research https://news.ycombinator.com/item?id=42854306 28-jan-2025
Das entspricht einer Brenndauer von 1.337 Sekunden, eine Verbesserung um 25 % gegenüber dem bisherigen Rekord, den Chinas EAST vor einigen Wochen aufgestellt hatte
Das könnte einen Effekt wie der Technologiewettlauf im Kalten Krieg haben, und für Ingenieure dürfte es eine gute Zeit sein