Fusionsenergie: Neue Ansätze zur Effizienzsteigerung durch Spin-Polarisation

Ein neuer Mix aus Brennstoffen mit verbesserten Eigenschaften könnte einige der Hauptbarrieren überwinden, um die Fusion zu einer praktikableren Energiequelle zu machen. Die vorgeschlagene Methode würde immer noch Deuterium und Tritium verwenden, die als vielversprechendstes Brennstoffpaar für die Fusion gelten. Die Quanteneigenschaften des Brennstoffs würden jedoch für maximale Effizienz angepasst, indem ein bestehender Prozess namens Spin-Polarisation verwendet wird.

Modelle, die von Wissenschaftlern des Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) des US-Energieministeriums erstellt wurden, zeigten, dass der Ansatz es ermöglichte, Tritium effizienter zu verbrennen, ohne die Fusionsleistung zu beeinträchtigen. Dies könnte die Menge an Tritium erheblich reduzieren, die benötigt wird, um Fusionsreaktionen zu starten und aufrechtzuerhalten, was zu kompakteren und erschwinglicheren Fusionsanlagen führen könnte.

Die Forschung unterstreicht auch die Rolle des PPPL bei der Fusioninnovation. Der Hauptforschungsphysiker am PPPL und Mitautor der Studie Ahmed Diallo vergleicht die Tritium-Verbrennungseffizienz mit der Effizienz eines Gasherd: „Wenn Gas aus einem Herd austritt, möchten Sie das gesamte Gas verbrennen“, sagte Diallo.

Die PPPL-Gruppe konsultierte die Fusion-Community und die breitere Gemeinschaft, die an Spin-Polarisation beteiligt ist. Durch eine verbesserte Tritium-Verbrennungseffizienz könnten Gesamteffizienz gesteigert und Tritiumverbrauch reduziert werden.

Mit weniger Tritiumanforderungen kann die Größe des Fusionskraftwerks insgesamt reduziert werden. Dies sollte die Betriebskosten senken und auch sicherheitstechnische Vorteile bieten. Die Lager- und Verarbeitungseinrichtungen für das Tritium können ebenfalls kleiner und effizienter gestaltet werden.

Insgesamt zeigt diese innovative Methode zur Verbesserung der Tritium-Verbrennungseffizienz vielversprechende Ergebnisse für eine zukünftige Nutzung von Fusionsenergie.