Dienstag, 3. April 2012

Neue Max-Planck-Princeton-Partnerschaft in der Fusionsforschung


Archiv: Grafischer Querschnitt durch den geplanten Test-Fusionsreaktor ITER. (Illu.). | Copyright: ITER Organization 2011

Berlin/ Deutschland – In der Suche nach einer nachhaltigen Energieversorgung stärkt die deutsche Max-Planck-Gesellschaft gemeinsam mit der renommierten Princeton University das "Max Planck Princeton Research Center for Plasma Physics" gegründet, an dem die vorhandenen Kräfte im Bereich der Fusionsforschung gebündelt werden sollen, damit "die Kernfusion in den kommenden Jahren und Jahrzehnten zu dem entwickelt werden kann, was die Welt so dringend braucht: Eine sichere, saubere und grundlastfähige Energietechnologie."

Im Gegensatz zur Kernspaltung werden bei der Kernfusion zwei Atomkerne zu einem neuen Kern "verschmolzen". Natürliche Kernfusion findet unter anderem im Innern unserer Sonne statt und ist hier die Ursache dafür, dass die Sonne und andere Sterne Energie abstrahlen. Würde es gelingen, die Kernfusion technisch zu kontrollieren, so würden in einem entsprechenden Kernfusionsreaktor sehr hohe Energiemengen freigesetzt werden. Zudem stünden die benötigten Brennstoffe, etwa die Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium langfristig in beliebiger Menge zur Verfügung. Im Gegensatz zur Kernspaltung, bei der schwere Kerne gespalten werden und radioaktive Spaltprodukte zurück bleiben, werden zudem bei der Kernfusion leichte Kerne zu stabilen Endprodukten, insbesondere zu Helium verschmolzen. Es entstünden also im Vergleich zur Kernspaltung nur geringe Mengen radioaktiven Abfalls.

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Partner des neuen Centers sind auf dem Gebiet der Fusionsforschung das Max-Planck-Institut für Plasmaphysik in Garching und Greifswald (IPP) und das Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL). Auf dem Gebiet der astrophysikalischen Plasmen sind außerdem die Max-Planck-Institute (MPI) für Sonnensystemforschung in Katlenburg-Lindau und Astrophysik in Garching sowie die Fakultät für Astrophysik der Princeton University beteiligt.

"Ziel der Zusammenarbeit ist es, die Synergien zwischen der Fusionsforschung und den Astrophysikern stärker zu nutzen", sagt Sibylle Günter, Direktorin am MPI für Plasmaphysik. So habe sich gezeigt, dass viele Methoden, die in der Fusionsforschung entwickelt wurden, auch für die Astrophysik anwendbar sind. Gleichzeitig sollen gemeinsame Erkenntnisse zu Fusions- und astrophysikalischen Plasmen in die Weiterentwicklung der theoretischen Modelle einfließen und so die Erforschung der Fusionskraft als praktisch nutzbare Energiequelle vorantreiben.

Alle Partner des neuen Forschungszentrums verfügen bereits jetzt über reichhaltige Erfahrungen in den Bereichen Fusionsforschung und Astrophysik und ergänzen sich auf vielfältige Weise: Während das IPP in Garching ein Tokamak-Experiment betreibt, das sich an die Baupläne des internationalen Testreaktors ITER (s. Abb.) anlehnt, bauen die IPP-Forscher in Greifswald den Stellarator Wendelstein 7-X. Zu letzterem steuert das PPPL bereits heute wichtige Hardware bei.

Sibylle Günter geht davon aus, dass sich mit dem neuen Center diese Zusammenarbeit noch intensivieren wird, da das PPPL sehr an der Stellaratorphysik interessiert ist, hierfür jedoch kein eigenes Experiment betreibt. Das in den USA im Bereich der Fusionsforschung führende PPPL wiederum betreibt einen sphärischen Tokamak sowie Laborexperimente zur generellen Plasmaphysik, woran in Greifswald ebenfalls gearbeitet wird. Gemeinsam möchten die Partner aus Max-Planck-Gesellschaft und Princeton University im Rahmen des neuen Centers die jeweiligen experimentellen Anlagen nutzen und neue theoretische Modelle und Codes entwickeln.

Auch der Austausch von Wissenschaftlern, insbesondere von Nachwuchswissenschaftlern wird im neuen Forschungszentrum gefördert. So können beispielsweise Forscher für eine Experimentkampagne an der jeweils anderen Einrichtung mitarbeiten oder gemeinsam Computerprogramme entwickeln. Das neue Center ist eines von zehn Max Planck Centern, die momentan an neun Standorten weltweit aufgebaut werden.

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Quellen: mpg.de / grenzwissenschaft-aktuell.de
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