Benutzer Diskussion:Sonnenfleck

Hallo Sonnenfleck, herzlich willkommen in der Wikipedia! Lies dir bitte unbedingt zuerst das Tutorial und Wie schreibe ich gute Artikel durch. Bevor du neue Artikel anlegst, schaue, wie die existierenden Artikel aus demselben Themenbereich aufgebaut sind. Wenn du dann mit dem Schreiben loslegst, gib bitte deine Quellen an. Bitte beachte, dass Wikipedia ausschließlich der Erstellung einer Enzyklopädie dient.

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Lutheraner (Diskussion) 10:31, 13. Feb. 2020 (CET)

Unterschriften

sind wichtig - aber nur auf Diskussionsseiten - nicht in Artikeln Gruß --Lutheraner (Diskussion) 11:59, 28. Nov. 2020 (CET)

@Lutheraner: Ich danke für den Hinweis! Wurde verstanden, weitere Unsicherheiten (z.B. mit Bildern sind im Kommen)--95.90.244.165 19:54, 30. Nov. 2020 (CET) @Lutheraner: Sorry, vergesse auch mal die Unterschrift da wo sie angebracht ist ...

Hinweis auf Selbstreferenzierungen

Gudn Tach!
Wenn ich richtig gesehen habe, hast du im Artikel Trägheitsfusion im Rahmen deiner Ergänzungen eine Selbstreferenz benutzt. Es gibt abhängig davon, was dein Ziel ist, zwei Möglichkeiten, das zu verbessern:

1. Falls du etwas belegen möchtest, beachte bitte, dass wir in der Wikipedia keine Artikel aus der Wikipedia (auch nicht aus anderen Sprachversionen) als Basis für gesichertes Wissen nutzen können, sondern nur solche, die unsere Richtlinie Wikipedia:Belege erfüllen. Könntest du deswegen bitte die Selbstreferenz im Artikel Trägheitsfusion wieder entfernen – oder noch besser: durch eine bessere Alternative ersetzen? Das würde mich freuen.
2. Falls du etwas erklären möchtest, nutze bitte statt Fußnoten einfach interne Links, wie sie in Hilfe:Links beschrieben werden.

Ich bin übrigens nur ein Bot. Falls ich nicht richtig funktioniere, sag bitte seth Bescheid.
Frohes Schaffen und freundliche Grüße! :-) -- CamelBot (Diskussion) 17:20, 27. Jan. 2021 (CET)

He-Isotope

Hallo Sonnenfleck,
du schriebst: Danke - hab das 3He aus Unkenntnis der Syntax irgendwoher durch cut and paste übernommen und mehrmals "blind" verwendet ...
Keine Ursache! Als Kernphysiker stößt einem das auf -- nur He-4 als Reaktionsprodukt mit seiner überaus hohen Bindungsenergie pro Nukleon erklärt den hohen Energiegewinn der Fusion leichter Nuklide. Auch bei p + B-11, das eigentlich gar keine „Fusions“reaktion ist. Gruß, UvM (Diskussion) 09:59, 29. Jan. 2021 (CET)

Proton-¹¹Bor-Reaktion

(1) Was soll ein plasmaartiger Puls sein? Ein Plasma kann nicht aus Protonen allein bestehem, es müsste etwa ebenso viele Elektronen enthalten. Das Wort Puls ist sowieso mehrdeutig: ist es hier rein zeitlich gemeint (kurze Dauer)? Oder ist ein Strahl-Puls wie in einem Beschleuniger gemeint, also Protonen, die sich miteinander in die gleiche Richtung bewegen? Ist das Verfahren eine wake field acceleration (Kielfeld-Beschleuniger) oder damit verwandt, oder nicht? Das alles müsste dem Leser schon ein wenig erklärt werden. Vor allem muss man dann der Verwechslung des hier genannten Plasmas mit dem thermonuklear brennenden Fusionsplasma der anderen Verfahren vorbeugen.

(2) Wenn ich das Geschriebene richtig verstehe, gehört das Thema "Energieproduktion mit der Reaktion p + ¹¹B --> 3 ⁴He" überhaupt nicht in den Artikel Trägheitfusion, denn:

• die Reaktion ist weder eine Fusionsreaktion, wenn auch seltsamerweise oft dazu gezählt (siehe Kernfusion#Mögliche Einsatzstoffe und Reaktionen, erster Absatz),
  
• noch scheint mir die Trägheit irgendeine Rolle zu spielen. Vielmehr geht es anscheinend (ich muss allerdings die von Dir genannten Quellen noch lesen) gar nicht um ein thermonuklear brennendes Fusionsplasma, das man einschließen müsste.

Falls ich da nicht ganz falsch liege, wäre mein Vorschlag ein eigener Artikel zu diesem Thema. Natürlich wäre von den anderen Fusionsartikeln dann auf diesen zu verweisen. Gruß, UvM (Diskussion) 18:38, 29. Jan. 2021 (CET)

@UvM: Ich danke dir für die sehr hilfreichen Hinweise mit Bedenken und räume ein, dass die jetzige, relativ breite Darstellung von pB11 sowohl in „Verfahren“ als auch in „Forschungsüberblick“ mir bereits bei der Einstellung auf die Diskussionsseite Kopfzerbrechen bereitete. Dies vor allem, weil die „Quellenlage“ zur Energiegewinnung noch relativ dünn ist und weniger in punkto Relevanz Trägheitsfusion. Hierzu: pB11 mit Lasern ist auch auf der englischen Wikipediaseite zur Trägheitsfusion aufgeführt (warum, dazu komme ich noch weiter unten), allerdings muss man sagen, dass es auch ganz andere Vorschläge für pB11 gibt – etwa Plasmafokus u.ä. - , die mit Trägheitsfusion überhaupt nichts zu tun haben.

Daher würde ich jetzt vorschlagen, auf die Auflistung als eigene Rubrik unter „Verfahren“ zu verzichten (höchstens kleine Bemerkung) und in „Forschungsüberblick“ den 3. Punkt umbenennen in Lasergetriebene Strahlfusion (Proton-Bor11) sowie diesen kompakter zu gestalten.

Zu deinen beiden Punkten schlage ich Folgendes vor:

zu (1) Stimme zu, dass dies besser erklärt werden muss. Der ominöse „plasmaartige Puls“ ist eine Umschreibung des bei Hora eingeführten (und nicht weniger ominösen) „Plasmablocks“. De fakto handelt es sich dabei darum, dass der Petawattlaser in einem Target durch Strahlungsdruck (Wiki-Seite dazu gibt es) eine Elektronenschicht beschleunigt, die ihrerseits Protonen mit sich ziehen. Diese Protonen gewinnen damit eine gerichtete Geschwindigkeit, die im Bortarget die Fusion ermöglicht.

zu (2) Danke für den Hinweis zur pB11 Reaktion. In der wissenschaftlichen Literatur wird sie generell zu Kernfusion eingestuft, da ein leichter Kern mit einem schwereren drei mittelschwere erzeugt, ich kann das aber gerne anmerken. Es ist richtig, dass der Pikosekunden- Laserpuls hier nicht eine Kompression des Targets bewirkt wie sonst; die Trägheit wird zumindest in Strahlrichtung dadurch genutzt, dass die Fusionsreaktionen passieren, bevor das ganze auseinanderfliegt (und damit das gesamte Target zerstört ist) . Senkrecht soll bei Hora ein durch einen 2. Laser erzeugtes Magnetfeld „einschließen“. Entscheidend ist auch der „Lawineneffekt“, der die Energie der freiwerdenden He-4 auf weitere Protonen für weitere Fusionsreaktionen transferiert etc.

Ich würde ggf. einen entsprechend modifizierten Text auf der Diskussionsseite vorschlagen. --Sonnenfleck (Diskussion) 15:50, 30. Jan. 2021 (CET)

Laut https://web.archive.org/web/20141202062802/http://www.fusenet.eu/node/575 (danke für diesen link, die Arbeit gibt eine gute, verständliche Erläuterung) sind zwei Plasmen beteiligt: eines (vermutlich Wasserstoff) liefert den Strahl beschleunigter Protonen, das andere besteht aus Bor, und in diesem findet die Reaktion statt. Ob thermonuklear oder nur durch direkte Stöße von Teilchen zu Teilchen weitergetragen, ist mir noch nicht klar. Aber jedenfalls wird Trägheitseinschluss in dem zweiten Plasma wohl doch eine Rolle spielen. Wieder was gelernt. --UvM (Diskussion) 17:30, 30. Jan. 2021 (CET)

@UvM: Der "Erfolg" des Konzepts basiert auf der gerichteten Geschwindigkeit der Protonen und extrem kurzer Zeitdauer, daher eher "Strahlfusion" anstatt thermonuklear. Da es ja bekannt ist, dass Protonen aus Beschleunigern auf ein (nicht-ionisiertes) Bortarget wegen der - gegenüber Coulombstreuung - verschwindend kleinen Fusionsquerschnitte nichts bringen, muss das Bor zum Plasma werden. Zugleich muss eine Multiplikation erfolgen durch die alfa-Teilchen. Daran muss man glauben! Viele Grüße --95.90.242.4 19:23, 30. Jan. 2021 (CET)

Nein, nicht glauben, lieber verstehen. Der Reaktionsquerschnitt für Protonen mit MeV-Energien wird nicht größer, wenn die fünf Hüllenelektronen des Bors weg sind. Das kann nicht die Erklärung sein. Multiplikation: ja, aber läuft die nun über Temperaturerhöhung des Plasmas, also thermonuklear, oder sollen wirklich die Alphateilchen weitere Protonen anstoßen? Woher kämen diese zusätzlichen Protonen? Gruß, schönen Sonntag, UvM (Diskussion) 10:48, 31. Jan. 2021 (CET)

Leider ist die Deutung zu der "Multiplikation" über Sekundäreffekte der alfas auf protonen nicht einheitlich - und auch nicht leicht verständlich für mich, daher "glauben". Der jüngsten Literatur kann man entnehmen (PHYSICAL REVIEW E 101, 013204 (2020)), dass in jedem Fall das ganze in dem hier beschriebenen Experiment (das übrigens nur einen Laser enthält) nicht thermonuklear läuft, sonder eine "beam-driven" fusion ist, wobei der laser sowohl die protonen beschleunigt als auch das Borplasma erzeugt. Es ist sicher richtig, dass der Reaktionsquerschnitt für die Fusion von den Elektronen nicht abhängt, aber die Reichweite der Protonen. Wenn sie zu kurz ist, dann reicht es nicht mehr für die Fusion. Leider finde ich die Erklärungen auch nicht einheitlich. Schönen Tag noch --Sonnenfleck (Diskussion) 17:10, 1. Feb. 2021 (CET)

@UvM: Hier ist ein neuer Vorschlag für den Abschnitt "Verfahren", der Details bewusst offenlässt (wieviele Laser etc.), da die Experimente seit 2005 sehr voneinander abweichen.

Laser-Strahlfusion (Proton-Bor)

Die Entwicklung von Hochleistungslasern führte seit den Experimenten von Belyaev im Jahr 2005 zu einem neuen Interesse an der lange bekannten p¹¹B-Reaktion (siehe Kernfusion), die drei energiereiche ⁴He-Kerne ergibt und damit „saubere“ Kernenergie – ohne Neutronenproduktion und frei von Tritium – verspricht. (M. Peplow, Nature, 26. August 2005: Lasers trigger cleaner fusion. https://www.nature.com/news/2005/050822/full/050822-10.html)

Bei herkömmlichen Verfahren der Kernfusion, die fast durchwegs im thermischen Gleichgewicht des Plasmas stattfinden, ist diese Reaktion allerdings im Vergleich zur Deuterium-Tritium-Reaktion wegen der erforderlichen fast zehnmal höheren Temperaturen – nebst deutlich niedrigeren Reaktionsraten – praktisch nicht realisierbar. Dieses Problem wird bei der lasergetriebenen Strahlfusion dadurch umgangen, dass mit Lasern ein extrem kurzzeitiger Protonenstrahl erzeugt werden kann. Dieser hat gegenüber einem ebenfalls lasererzeugten „ruhenden“ Borplasma die für die Fusionsreaktion erforderliche Relativgeschwindigkeit. Da dieses System ein nichtthermisches Plasma ist, lassen sich je nach Verfahren stark erhöhte Fusionsraten erzielen, wie bereits 2013 von Labaune gezeigt wurde. (M. Scheffer: Record proton-boron fusion rate achieved, FuseNet", 23.Dezember 2013, www.fusenet.eu. https://web.archive.org/web/20141202062802/http://www.fusenet.eu/node/575)

hier der komprimierte Unterabschnitt für "Forschungsüberblick"

Laser-Strahlfusion der Proton-Bor-Reaktion

Die 2005 begonnen ersten experimentellen Untersuchungen der Laser-Strahlfusion mit p¹¹B - als Alternative zur Trägheitsfusion über sphärische Dichtekompression - haben bereits 2017 eine medienwirksamen Ankündigung als "Heiliger Gral“ der Energieproduktion und „innerhalb der nächsten Dekade“ ausgelöst. (A. Micu, ZMEScience, 2017: Functional hydrogen-boron fusion could be here “within the next decade”, powered by huge lasers https://www.zmescience.com/science/hydrogen-boron-laser-fusion-15122017/.

Diese Experimente sind derzeit allerdings noch damit befasst, einen „proof of concept" auf wissenschaftlicher Ebene durchzuführen. Untersuchungen am PALS-Laser(Prague Asterix Laser System [homepage http://www.pals.cas.cz/]) lieferten 2020 einen neuen Rekord, wobei in einem 0.5 Millimeter dicken, speziellen Target aus Bor-Nitrid der durch den Laser über die Fusion erzeugte ³He-Teilchenstrom gegenüber 2005 hunderttausendfach erhöht wurde. [L. Giuffrida et al, High-current stream of energetic alpha particles from laser-driven proton-boron fusion, Phys. Rev. E 101, 013204 (2020)

Von diesen ersten Erfolgen ausgehend, gründete der in Australien lebende Physiker Hora 2017 auf privater Basis sein Vorhaben HB11-ENERGY(homepage https://hb11.energy/). Er ist zuversichtlich, dass ein auf seinem Konzept beruhender Reaktor in einem Jahrzehnt zur Verfügung stehen kann, wie er in Medien versichert. ( J. Tennenbaum, Asiatimes, May 12, 2020: Meet the father of the hydrogen-boron laser fusion reactor https://asiatimes.com/2020/05/meet-the-father-of-the-hydrogen-boron-laser-fusion-reactor/) Auch in den USA sehen verschiedene Startup-Unternehmen ihre Chance für schnellen Erfolg in unbegrenzter, sauberer Kernenergieerzeugung - auch auf der Basis der Proton-Bor-Reaktion – als Gegenstück zu den großen, meist sehr langsam voranschreitenden Projekten der Kernfusion. (Winters, J. (January 1, 2019): Startup Suns, ASME. Mechanical Engineering. January 2019; 141(01): 31–35. https://asmedigitalcollection.asme.org/memagazineselect/article/141/01/31/369155/Startup-SunsNuclear-Fusion-has-been-the-Province) In Deutschland stellt sich „Marvel Fusion“(homepage https://www.marvelfusion.io/) auch medial als weltweit erstes Startup-Unternehmen vor, das den erhofften weiteren Fortschritt in der Laserentwicklung für Fusionskraftwerke auf dieser Basis im Bereich 1-5 Gigawatt Leistung nutzen will.[ Süddeutsche Zeitung, 17. Dezember 2020: Experten durchleuchten Marvel Fusion, online https://www.sueddeutsche.de/muenchen/wolfratshausen/penzberg-experten-durchleuchten-marvel-fusion-1.5150761] --Sonnenfleck (Diskussion) 17:12, 2. Feb. 2021 (CET)

Artikel "Proton-Bor-Fusion"

Zu dem auf der Trägheitsfusion-Diskussionsseite von mir vorgeschlagenen neuen Artikel habe ich mir diesen möglichen Anfang ausgedacht:

Proton-Bor-Fusion bezeichnet Konzepte zur zivilen Energiegewinnung mittels einer Kernreaktion von Protonen (Wasserstoff-Atomkernen) mit Bor-11-Atomkernen. Eine solche Technik hätte vor der seit langem verfolgten Methode der Fusion von Deuterium und Tritium ("DT") die Vorteile, dass keine freien Neutronen entstehen und keine Radioaktivität im Spiel ist.

== Kernreaktion ==

Die Reaktion,

$\mathrm {{p+^{(}11}B\!\,\rightarrow \ 3\ ^{4}He+8,7\;MeV}$,

(im Folgenden kurz pB) ist keine 'Fusions'reaktion im eigentlichen Wortsinn, da kein schwererer Kern als die Ausgangskerne entsteht. Trotzdem wird sie in der Literatur durchweg als Fusion bezeichnet, denn sie hat das Wichtigste mit den sonst zur Energiegewinnung betrachteten Fusionsreaktionen gemeinsam: die Erzeugung von He-4-Kernen. Die gegenüber den Nachbarnukliden viel höhere Bindungsenergie des He-4-Kerns erklärt den hohen Energiegewinn vieler dieser Reaktionen.

Der Energiegewinn der einzelnen pB-Reaktion, 8,7 MeV, ist halb so hoch wie bei der DT-Reaktion. Die Energie tritt hier als Bewegungsenergie der He-4-Ionen und zu einem kleineren Teil als Gammastrahlung auf.

== Technik ==

Anlagen zur Energiegewinnung aus der DT-Reaktion nutzen ein thermonuklear "brennendes", d.h. sich selbst durch Stöße heizendes Plasma (Physik) aus Deuterium und Tritium. Dieser Weg ist mit der pB-Reaktion nicht gangbar, da der Wirkungsquerschnitt bei technisch erreichbaren Temperaturen viel zu klein wäre.

Jedoch ermöglichen Laser höchster Leistung die gepulste Beschleunigung von Ionen auf kleinstem Raum (siehe Kielfeld-Beschleuniger). ...

("und hier kommst du...") Gruß, UvM (Diskussion) 12:53, 6. Feb. 2021 (CET)