Tim Pritlove: Hallo und herzlich willkommen zu Forschergeist, dem Podcast über Forschung und Bildung.
Tim Pritlove: Und ja, mein Name ist Tim Brittlaff und ich begrüße alle hier zur,
Tim Pritlove: man mag es nicht glauben, 100.
Tim Pritlove: Ausgabe dieser Reihe, die eine Weile auf sich hat warten lassen, weil es eine Pause gab.
Tim Pritlove: Ich betreibe jetzt diesen Podcast alleine weiter. Ja, hat eine Weile gedauert,
Tim Pritlove: bis ich hier mir darüber im Klaren war, wie ich das jetzt hier fortsetzen möchte.
Tim Pritlove: Und ja, eigentlich möchte ich es so fortsetzen, wie ich es auch bisher gemacht habe.
Tim Pritlove: Das heißt, es geht hier auch weiterhin um Wissenschaft, es geht um Forschung,
Tim Pritlove: es geht um Bildung und all diese Themen werde mich allerdings,
Tim Pritlove: denke ich mal, in der nächsten Zeit vor allem nicht nur, aber auch um viel,
Tim Pritlove: was um Energie sich dreht, hier thematisieren.
Tim Pritlove: Und da dachte ich mir, zur hundertsten Folge, die jetzt so eine Weile hat auf
Tim Pritlove: sich warten lassen, nehme ich mir mal ein ganz besonderes Thema heraus und bin
Tim Pritlove: nach Greifswald gefahren zum Max-Planck-Institut für Plasmaphysik,
Tim Pritlove: einem der beiden Standorte dieses Instituts.
Tim Pritlove: Und ja, da bin ich jetzt und begrüße erstmal meinen Gesprächspartner,
Tim Pritlove: nämlich Thomas Klinger. Schönen guten Tag.
Thomas Klingner: Ja, schönen guten Tag.
Tim Pritlove: Ja, Sie sind ja hier der Leiter der, jetzt habe ich die Formulierung natürlich
Tim Pritlove: wieder mal nicht parat, Stelleratordynamik und Transport. Das klingt ja ein bisschen speziell.
Thomas Klingner: Wie Wissenschaft so ist, das ist der Name meines wissenschaftlichen Bereichs.
Thomas Klingner: Das ist eine Aufgabe. Die andere Aufgabe ist, dass ich mich mit meinem ganzen
Thomas Klingner: Team um den Wendelstein 7X Stellarator selber als solches technisch und vom
Thomas Klingner: Betrieblichen her kümmere.
Thomas Klingner: Also ich habe da zwei Hüte auf.
Tim Pritlove: Ja, dieser Standort, das ist der Ort, wo der große Prototyp steht für Fusionsenergie
Tim Pritlove: und nach der Stellarator-Technik, deswegen halt auch der Name.
Tim Pritlove: Vielleicht schauen wir erstmal, was macht eigentlich das Max-Planck-Institut
Tim Pritlove: für Plasmaphysik und speziell, was macht dieser Standort, worauf konzentriert man sich hier?
Thomas Klingner: Naja, wir konzentrieren uns wirklich komplett auf den Stellarator.
Thomas Klingner: Also wir haben nur dieses eine Thema.
Thomas Klingner: Nur, das ist eine große, sehr komplexe Maschine, die auch unsere gesamte Aufmerksamkeit
Thomas Klingner: sowohl technisch wie organisatorisch wie auch von der Wissenschaft her beansprucht.
Thomas Klingner: Insofern brauchen wir da gar nicht groß drüber philosophieren,
Thomas Klingner: was unser Schwerpunkt ist. Unser Schwerpunkt ist alles, was den technischen
Thomas Klingner: und wissenschaftlichen Betrieb dieser wissenschaftlichen Großanlage betrifft.
Tim Pritlove: Und groß ist sie ja auch, also ich glaube der Standort hier hat in etwa genauso
Tim Pritlove: viele forschende Mitarbeiter wie in Garching an dem Hauptstandort,
Tim Pritlove: größtenordnungsmäßig, ein bisschen weniger Verwaltung.
Thomas Klingner: Nein, also es gibt auch in Garching noch etwas mehr technische Infrastruktur
Thomas Klingner: und noch ein paar andere Aktivitäten, die für die Fusion wichtig sind,
Thomas Klingner: die aber nicht direkt an die Maschinen gebunden sind.
Thomas Klingner: Das sind so technologische Entwicklungen, sehr große Materialforschung,
Thomas Klingner: die wir in Garching haben.
Thomas Klingner: Also das ist einfach etwas anders aufgestellt, aber wir haben eben dort Themen,
Thomas Klingner: die für uns hier in Greifswald mindestens genauso wichtig sind wie in Garching.
Thomas Klingner: Aber die in Garching aus Strukturgründen angesiedelt sind.
Tim Pritlove: Genau, aber dafür ist also sozusagen Greifswald dann im Wesentlichen gegründet
Tim Pritlove: worden, um dieses Thema voranzubringen.
Tim Pritlove: Da wird ja auch schon eine ganze Weile dran gearbeitet. Ich glaube,
Tim Pritlove: den Standort gibt es hier seit 2010 ungefähr. Stimmt das?
Thomas Klingner: Nein.
Tim Pritlove: Nein? Bisschen länger noch?
Thomas Klingner: Die Gründung des Standortes ist 1996 erfolgt, der Gründungsbeschluss.
Thomas Klingner: Dann ist das Gebäude, in dem wir hier sitzen,
Thomas Klingner: 2000 in Betrieb genommen worden und seit
Thomas Klingner: 1996 aufwärts ist die Realisierung dieser Maschine die Hauptaufgabe gewesen
Thomas Klingner: und jetzt der Betrieb und Weiterentwicklung, Weiterausbau der Maschine.
Tim Pritlove: Ja, wie sind Sie denn selber so zur Physik gekommen?
Tim Pritlove: Wird mich ja mal interessieren, wie nimmt man denn da Fahrt auf in die Richtung?
Thomas Klingner: Also in der Schule habe ich schon ganz gerne Physik gemacht.
Thomas Klingner: Es war jetzt nicht so, dass das meine einzige Leidenschaft war.
Thomas Klingner: Es war so ein bisschen undefiniert, wie das immer so ist. Ein bisschen die Berufsentscheidung,
Thomas Klingner: das ist dann auch so ein mehrandreierender Prozess.
Thomas Klingner: Eigentlich wollte ich mal zur See fahren, bin dann auch anderthalb Jahre zur See gefahren.
Tim Pritlove: Ach echt?
Thomas Klingner: Und da hatte ich die Nase voll.
Tim Pritlove: Seekrank geworden?
Thomas Klingner: Nee, ich werde nicht seekrank.
Tim Pritlove: Okay, was war da nicht so schön?
Thomas Klingner: Es war sehr kalt.
Thomas Klingner: Und habe mich dann entschieden, doch zu studieren. Also das heißt,
Thomas Klingner: ja, tatsächlich etwas zu studieren und habe mich dann für Physik entschieden.
Thomas Klingner: In dem Sinne etwas zufällig.
Tim Pritlove: Und dann war das einfach so?
Thomas Klingner: Ja, ich hätte auch Ingenieurwissenschaften machen können, aber mein Bruder ist
Thomas Klingner: Ingenieur und man macht niemals das, was der ältere Bruder macht.
Tim Pritlove: Okay, aber wie kommt man dann so zur Plasmaphysik im Speziellen?
Thomas Klingner: Da bin ich auch so reingeschlittert.
Tim Pritlove: Einfach Zufall?
Thomas Klingner: Ja, ich hätte auch elementarteilig ein Physiker werden können,
Thomas Klingner: war ich fast, also durch schlichte Zufälle, auf die ich jetzt gar nicht eingehen will.
Tim Pritlove: Okay.
Thomas Klingner: Bin ich dann einmal umgeschwenkt und dann in der Plasmaphysik erstmal gelandet
Thomas Klingner: und über die Plasmaphysik dann in die Fusionsforschung so hinein geglitten.
Tim Pritlove: Und wann sind Sie dann hier dazugekommen?
Thomas Klingner: Nach Greifswald bin ich 1999 gekommen. Da hatte ich eine Professur an der Universität
Thomas Klingner: bekommen für Plasmaphysik.
Thomas Klingner: Plasmaphysik ist ja größer als Fusionsforschung. Das ist ja ein ganzes Gebiet.
Thomas Klingner: Und habe dann hier angefangen, eine Arbeitsgruppe aufzubauen,
Thomas Klingner: die sich mit Grundlagenaspekten der Plasmaphysik beschäftigt hat.
Thomas Klingner: Und kurz danach, also schon kurz danach, ich hatte sowieso schon von früher
Thomas Klingner: her Kontakte zum Max-Planck-Institut und nach zwei Jahren wurde ich da einfach
Thomas Klingner: vom Max-Planck-Institut gefragt, ob ich hier nicht mitmachen will.
Tim Pritlove: Und so kam es dann einfach.
Thomas Klingner: Ja.
Tim Pritlove: Ich will jetzt mal so ein bisschen auf die Kernfusion selbst gehen.
Tim Pritlove: Das ist ja, ich weiß nicht, ob man davon reden kann, dass es ein relativ neues Feld der Physik ist.
Tim Pritlove: Also seit wann...
Tim Pritlove: Weiß man denn, wie Kernfusion abläuft?
Tim Pritlove: Also wodurch hat sich sozusagen das Wissen gebildet, dass Kernfusion stattfindet,
Tim Pritlove: möglich ist und wie es in der Sonne abläuft?
Thomas Klingner: Ja, ich bin nur kein Kernphysiker, insofern bleibe ich da mal ein bisschen an
Thomas Klingner: der Oberfläche, so in der Physikhistorie.
Thomas Klingner: Das Ganze geht ja zurück auf das Verständnis der Struktur der Atomkerne überhaupt.
Thomas Klingner: Kann man so hier Namen wie Ernest Rutherford nennen, der erstmal festgestellt
Thomas Klingner: hat, dass so ein Atomkern super klein ist und dass furchtbar viel Platz ist zwischen der Materie.
Thomas Klingner: Das war so der erste Schritt, die Rutherfordischen Streuversuche,
Thomas Klingner: damit fing das so langsam an.
Thomas Klingner: Natürlich war ein großer Schritt, als festgestellt wurde, dass man,
Thomas Klingner: also rein aus Zufall festgestellt wurde, dass man Kerne durch Beschuss,
Thomas Klingner: durch Neutronenbeschuss spalten kann.
Thomas Klingner: Und da war der Umkehrschluss natürlich sehr naheliegend. Alles,
Thomas Klingner: was man spalten kann, kann man auch wieder zusammenfügen.
Thomas Klingner: Und man hat dann relativ schnell dann schon vermutet, dass da auch der umgekehrte
Thomas Klingner: Prozess geht. Warum nicht?
Thomas Klingner: Also da gibt es überhaupt kein physikalisches Argument, dass der Rückwärtsgang nicht geht.
Thomas Klingner: Und hat sich diese Sache auch angeschaut, erstmal so rein spekulativ,
Thomas Klingner: das war erstmal ein bisschen schwieriger zu erkunden.
Thomas Klingner: Das Ganze war auch verbunden mit der großen offenen Frage, wie eigentlich die Sterne funktionieren.
Thomas Klingner: Denn Kernspaltung fiel aus, dass die über Kernspaltung ihre Energie erzeugen.
Thomas Klingner: Das konnte man einfach durch ein paar quantitative Rechnungen,
Thomas Klingner: durch ein paar Zahlen konnte man das relativ schnell ausschließen,
Thomas Klingner: dass das der Fall ist, chemische Verbrennung auch, kommt viel zu wenig bei rum.
Thomas Klingner: Und dann blieb bloß noch die Fusion übrig. Das war dann so die Hypothese.
Thomas Klingner: Und ich denke, das war Hans Beete, der der Sache dann wirklich auf die Spur
Thomas Klingner: gekommen ist. Dann gab es noch etliche, die dann verwickelt waren,
Thomas Klingner: später auch Weizsäcker.
Thomas Klingner: George Gamow hat auch eine wichtige Rolle gespielt. Der russisch-amerikanische
Thomas Klingner: Wissenschaftler, der oft schon vergessen ist.
Thomas Klingner: Und da mussten eben viele Puzzlesteine zusammengesetzt werden,
Thomas Klingner: bis man dann diese Zyklen,
Thomas Klingner: diese Prozesse, diese Prozessketten, die im Inneren der Sterne stattfinden,
Thomas Klingner: bis man die mal so hypothetisch aufstellen konnte und auf der Basis dieser Hypothese
Thomas Klingner: dann eben Rechnungen durchführt, die wie üblich in der Physik mit Beobachtungen abgleicht.
Thomas Klingner: Mit Plausibilitäten, mit Stabilität, mit Massebetrachtung und so weiter und
Thomas Klingner: so weiter, ob das alles zusammenpasst.
Thomas Klingner: Und das war im Prinzip dann überhaupt erstmal die Realisierung,
Thomas Klingner: dass es eben diesen Elementarprozess gibt, also eben analog zur Kernspaltung,
Thomas Klingner: entlang der Elemente, dass man eben die schweren Elemente spalten kann,
Thomas Klingner: dass man eben leichtere Elemente auch miteinander fusionieren kann.
Thomas Klingner: Und man kann alle möglichen Elemente miteinander fusionieren.
Thomas Klingner: Das ist völlig beliebig, also nicht völlig beliebig, Aber man hat ein weites
Thomas Klingner: Feld von leichten Elementen, die man miteinander fusionieren kann.
Thomas Klingner: Und das hängt eben sehr von den Bedingungen
Thomas Klingner: ab und von den entsprechenden Wahrscheinlichkeiten für die Fusion ab.
Thomas Klingner: Gut, und damit war das einfach erstmal ein Gesamtbild, was man sich da von den
Thomas Klingner: Kernkonstituenten gesetzt hat.
Thomas Klingner: Dann kam später noch die ganze Elementarteilchengeschichte dazu,
Thomas Klingner: wo man eben festgestellt hatte, dass diese Konstituenten, Protonen und Neutronen,
Thomas Klingner: dass die dann nochmal weitere Konstituenten haben, also nochmal weiter innerlich
Thomas Klingner: zusammengesetzt werden.
Thomas Klingner: Das war dann wieder eine ganz andere Thematik.
Thomas Klingner: Die damit nicht so direkt verbunden ist, indirekt natürlich schon.
Thomas Klingner: Gut, also das heißt, die Moral von der Geschichte hat eigentlich angefangen
Thomas Klingner: mit dem Elementarprozess,
Thomas Klingner: aber dann direkt auch die Übertragung auf den Prozess der Sterne und damit eben
Thomas Klingner: stellvertretend für die Sterne unserer Sonne abgebildet, weil das war bis dahin
Thomas Klingner: noch, wusste man einfach nicht, wie es geht.
Tim Pritlove: Und wodurch wird klar, dass dabei bei einer Kernfusion Energie freigesetzt wird?
Thomas Klingner: Das ist eben halt ein kernphysikalischer Aspekt dabei.
Thomas Klingner: Das ist der sogenannte Massendefekt, also indem man die Erkenntnis,
Thomas Klingner: dass Masse und Energie letztlich das gleiche ist, das ist eben halt auch wieder
Thomas Klingner: verbunden mit Einsteins Relativitätstheorie, das ist die berühmte E gleich mc²,
Thomas Klingner: also Masse und Energie ist einfach das gleiche und Energie lässt sich in Masse
Thomas Klingner: und Masse in Energie umwandeln.
Thomas Klingner: Das hat dabei eine Rolle gespielt und die Differenz der Bindungsenergie der
Thomas Klingner: Kerne, die sich dann letztlich in Masse manifestiert,
Thomas Klingner: die wird einfach in kinetische Energie umgesetzt. Das ergibt sich einfach aus der Logik des Ganzen.
Tim Pritlove: Okay. Und seit wann gibt es jetzt die Überlegung, das zur Energiegewinnung zu nutzen?
Thomas Klingner: Das ging letztlich in den 50er Jahren los.
Thomas Klingner: Also die Kernspaltung ist ja relativ früh schon erkannt worden als eine Energiequelle
Thomas Klingner: und zwar letztlich in zwei Richtungen.
Thomas Klingner: Also einerseits natürlich sehr prominent als Bombe.
Thomas Klingner: Das heißt, da gab es ja diese ganze Oppenheimer-Geschichte, das Wettrennen um die Bombe.
Thomas Klingner: Das ist ja letztlich auch einfach eine Freisetzung von sehr großen Mengen Energie, eine Vulgo-Bombe.
Thomas Klingner: Aber gleich parallel dazu hat man sich auch sofort dafür interessiert aus der Kernspaltung,
Thomas Klingner: Antriebsaggregate für U-Boote etwa zu entwickeln U-Boote müssen einfach lange tauchen können,
Thomas Klingner: und Elektromotoren da ist die Batterie schnell alle also das hat die Tauchdauer
Thomas Klingner: dann beschränkt deshalb war es eben halt sehr attraktiv einfach eine ja nicht ja also nicht.
Thomas Klingner: Einen Nicht-Verbrennermotor zu haben, der aber sehr lange läuft.
Thomas Klingner: Also deshalb ist das sehr früh schon vorangetrieben worden.
Thomas Klingner: Also sozusagen das Atom-U-Boot war so der Motivator dafür, den Leichtwasserreaktor zu entwickeln.
Thomas Klingner: Und das lief dann so letztlich auch parallel mit der Bombenentwicklung, also Reaktor und Bombe.
Thomas Klingner: Das ist am Ende vom Prozess her bei der Spaltung nicht so gut voneinander zu trennen.
Thomas Klingner: Und das war aber sehr stark getrieben eben von diesem Rüstungsaspekt und von
Thomas Klingner: diesem militärischen Aspekt.
Thomas Klingner: Deshalb waren da einfach sehr viele Ressourcen, auch sehr viel Dringlichkeit,
Thomas Klingner: denn wir kennen ja alle diese Geschichte.
Thomas Klingner: Die war bei der Fusion erstmal nicht. Trotzdem war klar, dass es auch ein Prozess
Thomas Klingner: ist, der Energieüberschuss, sogar noch effizienter Energieüberschuss produziert.
Thomas Klingner: Hatte aber eben erstmal nicht diesen militärischen Aspekt, als später mit der
Thomas Klingner: Wasserstoffbombe ist der so reingekommen, weil es ja sozusagen so ein Nachzünder,
Thomas Klingner: den man dann noch auf die Atombombe raufsetzt.
Thomas Klingner: Die funktioniert ja nicht super für sich.
Thomas Klingner: Aber auch so im Rahmen dessen ist dann so klargekommen, naja,
Thomas Klingner: jetzt muss man sich das auch mal angucken, ob man daraus nicht ein Kraftwerk
Thomas Klingner: bauen kann. Und das fing so in den 50er Jahren an.
Thomas Klingner: Und also so nach dem zweiten Weltkrieg eigentlich ernsthaft.
Thomas Klingner: Und da hat anfänglich hat es da viel Euphorie gegeben.
Thomas Klingner: So in dem Sinne, das dürfte ja eigentlich gar nicht so schwer sein.
Thomas Klingner: Und aus der Zeit kommen auch noch sehr optimistische Vorhersagen.
Thomas Klingner: Das war sowieso so eine Euphorie, wenn Sie da in die 50er Jahre gehen.
Tim Pritlove: In allen Feldern eigentlich.
Thomas Klingner: Ja, auch eine große nukleare Euphorie. Sowohl Spaltung wie auch Fusion.
Thomas Klingner: Also das heißt, das war so die Zukunft. Und das war auch fast wie ein Heilsbringer.
Thomas Klingner: Das Ganze wurde so behandelt.
Tim Pritlove: Unendliche Energie.
Thomas Klingner: Ja, und keine Nachteile, nur Vorteile und Energie für jeden.
Thomas Klingner: Also wie gesagt, das war eine euphorische Zeit.
Thomas Klingner: Aus solchen Euphorien heraus kommen natürlich auch manchmal etwas überoptimistische Vorhersagen.
Thomas Klingner: Und das ist dann auch der Geburtsort für den ältesten Fusionswitz.
Thomas Klingner: Das ist eine Energie, die immer 50 Jahre entfernt ist.
Thomas Klingner: Denn man hat sich ja damals schon zu solchen recht optimistischen Vorhersagen
Thomas Klingner: treiben lassen, dass man sagt, innerhalb dieses Jahrtausends schaffen wir es auf jeden Fall.
Thomas Klingner: Also 1950, das heißt innerhalb des 20. Jahrhunderts.
Thomas Klingner: Da gab es eben einige Warne, die gesagt haben, das sieht nicht so einfach aus.
Thomas Klingner: Und dieses Jahrhundert können wir irgendwie vergessen, das wird nichts.
Thomas Klingner: Aber auf die hat keiner gehört.
Thomas Klingner: Die Presse hat nur die Optimisten zitiert. Und damit ist dann dieses Etikett
Thomas Klingner: dann gleich kleben geblieben, denn wir haben es ja immer noch nicht.
Thomas Klingner: Das Jahrtausend ist vorbei, wir haben es immer noch nicht und da müssen wir
Thomas Klingner: uns immer wieder anhören, was ist denn das für eine traurige Geschichte.
Thomas Klingner: Und wenn man uns jetzt fragt, sagen wir auch zweite Hälfte dieses Jahrhunderts
Thomas Klingner: und dann hört sich das halt nach so einem Moving Target an,
Thomas Klingner: wie nach der berühmten Möhre, der der Esel die ganze Zeit hinterherläuft,
Thomas Klingner: obwohl sie eben halt an einer Angel vorhin gehalten wird und der Esel realisiert
Thomas Klingner: das nicht, so eselig sind wir gar nicht.
Thomas Klingner: Aber inzwischen hat man einfach besser verstanden, was das für eine harte Nuss ist.
Thomas Klingner: Die da geknackt werden muss und auch, was die Bedingungen sind,
Thomas Klingner: die man schaffen muss, um diesen Elementarprozess wirklich effizient auf die Beine zu stellen.
Thomas Klingner: Denn Fusion an sich zu machen, ist ein Elementarprozess. Das ist total einfach.
Thomas Klingner: Das kann jeder im Keller machen.
Thomas Klingner: Da gibt es Wikipedia-Artikel, wie man Fusion macht, braucht man echt nicht viel.
Thomas Klingner: Braucht man ein Hochspannungsnetzgerät, eine Pumpe, fertig. Das ist wirklich nicht viel.
Tim Pritlove: Und was hat man dann fusioniert im Keller?
Thomas Klingner: Da hat man dort fusioniert.
Tim Pritlove: Okay.
Thomas Klingner: Dann kommen ein paar Neutronen raus, kann man zählen. 3, 4, 5, 10,
Thomas Klingner: 100, paar tausend, nützt aber nichts nicht, weil das, was man in Energie reinsteckt,
Thomas Klingner: um das zu machen, ist eben halt mehrere Größenordnungen über dem,
Thomas Klingner: was man aus den Neutronen rausholen könnte.
Tim Pritlove: Und das ist ja nicht so ganz die Idee dabei.
Thomas Klingner: Nee, also negative Energieverluste erzeugen, das ist ja nicht so schwierig.
Thomas Klingner: Aber einen Energieüberschuss zu erzeugen, dafür braucht man eben viele Fusionsprozesse.
Thomas Klingner: Und einer hohen Dichte, das heißt viel pro Sekunde und Kubikmeter.
Tim Pritlove: Okay, jetzt stellt sich natürlich dann die Frage, wie hat man sich auf den Weg
Tim Pritlove: begeben, darüber nachzudenken, wie man dieses Missverhältnis aufheben kann?
Tim Pritlove: Also wie baut man dann ein Fusionssystem, wo dann am Ende mehr Energie bei rauskommt,
Tim Pritlove: als man reingesteckt hat? Weil das ja dann letzten Endes ist das Ziel.
Tim Pritlove: Wo fängt man da an?
Thomas Klingner: Also wenn wir jetzt von der Magnetfusion reden, jetzt müssen wir eine Abzweigung nehmen.
Thomas Klingner: Das ist ja das Geschäft, was wir hier betreiben, auch das Geschäft,
Thomas Klingner: mit dem ich mich jetzt ja lange beschäftige und mehr oder weniger gut auskenne.
Thomas Klingner: Da ist es definitiv ein Volumeneffekt. Also das heißt, man braucht Volumen.
Thomas Klingner: Warum? Die Fusion, also dieser Elementarprozess, der passiert ja im Volumen.
Thomas Klingner: Also wir haben ein Gas, ein heißes Gas, also eine Anzahl von Atomen da drin,
Thomas Klingner: von Kernen da drin und die haben eine bestimmte Wahrscheinlichkeit miteinander zu fusionieren.
Thomas Klingner: Und wenn man halt viele nimmt bei einer gegebenen Dichte, die Dichte ist nicht
Thomas Klingner: beliebig, die muss man an einem richtigen Punkt einstellen und dann braucht
Thomas Klingner: man für viele einfach Volumen,
Thomas Klingner: um genügend Einzelelementarprozesse, sozusagen Verbrennungsprozesse zu haben,
Thomas Klingner: was dann aufsummiert Energie ergibt.
Thomas Klingner: Die Verluste, die unvermeidlichen Verluste, die gehen alle durch die Oberfläche.
Thomas Klingner: Verluste zur Wand. Denn die Wand ist kalt und das Gas, dieses Plasma muss heiß sein.
Thomas Klingner: Dieser Wärmeverlust, der drückt dann die Temperatur dieses Gases, dieses Plasmas runter.
Thomas Klingner: Und wenn die Temperatur runtergedrückt wird, wird die Fusionswahrscheinlichkeit immer kleiner.
Thomas Klingner: Also muss man dafür sorgen.
Tim Pritlove: Dass es heiß bleibt.
Thomas Klingner: Also es muss heiß sein, es muss eine bestimmte Dichte haben.
Thomas Klingner: Und dieses Heißsein, das erfordert eben Wärmeisolation.
Thomas Klingner: Denn es ist umgeben von einer kalten Wand, die ist wie so eine Kühlfläche.
Thomas Klingner: Dagegen muss das Wärme isoliert werden. Und die Isolation ist natürlich an der Oberfläche.
Thomas Klingner: Das heißt also, das Volumen zur Oberfläche-Verhältnis ist kritisch.
Thomas Klingner: In anderen Worten, so eine Tabletop-Fusionsanlage, wie man sie sich in den 50er Jahren überlegt hat,
Thomas Klingner: wie es so nach den Erkenntnissen zu der Zeit aussah, dass man es so machen könnte,
Thomas Klingner: Das mussten wir bitter lernen, die gibt es nicht.
Thomas Klingner: Dazu sind die Verluste zu groß. Unvermeidliche Verluste.
Tim Pritlove: Denn die Bedingungen auf der Sonne sind ja nun mal ganz andere.
Tim Pritlove: Da gibt es sehr viel davon. Es ist alles sehr dicht, es ist alles sehr heiß.
Tim Pritlove: Und obwohl die natürlich eine große Oberfläche hat und es auch ziemlich kalt
Tim Pritlove: drumherum ist, ist die Hitze und die Dichte innerhalb der Sonne so extrem,
Tim Pritlove: dass Fusion permanent stattfindet.
Thomas Klingner: Ja, die Sonne ist erstmal groß. Das hilft.
Thomas Klingner: Dann hat sie bezogen auf das Plasma einen nochmal deutlich, deutlich extremeren Materiezustand.
Thomas Klingner: Vor allem die Dichte ist erheblich höher als das, was wir mit vernünftigen Aufwand
Thomas Klingner: hier auf der Erde herstellen können, zumindest so als kontinuierliches System.
Thomas Klingner: Wir reden im Zentrum der Sonne, wo die Fusion stattfindet von einer Materiedichte,
Thomas Klingner: die etwa Faktor 1000 höher ist als unsere Festkörperdichte, unsere konsensierte
Thomas Klingner: Materie, die uns umgibt.
Thomas Klingner: Also unsere ganze Welt besteht ja im Großen und Ganzen aus kondensierter Materie.
Thomas Klingner: Also Steine, Wasser, letztlich auch Luft kann man da gut dazu zählen.
Thomas Klingner: Nicht ganz, das ist ein Übergang.
Thomas Klingner: Aber das ist ja alles tausendmal Dichte. Also das heißt wirklich ordentlich
Thomas Klingner: hohe Dichte und dann eben ordentlich hohe Temperatur.
Thomas Klingner: Und dann nimmt sich die Sonne einfach das Volumen und Zeit. Das heißt man wartet.
Thomas Klingner: Die Sonne kann warten.
Thomas Klingner: Und diese Kombination aus all den Dingen, die ist nicht gut. denn,
Thomas Klingner: Solchen Materiezustand können wir auf der Erde nicht mit vernünftigem Aufwand erzeugen.
Thomas Klingner: Und wenn ja annähernd für Nanosekunden, also für winzige Bruchteile von Sekunden,
Thomas Klingner: das ist das, was man in der Laserfusion versucht.
Thomas Klingner: Da nähert man sich tatsächlich dem Materiezustand im Zentrum der Sonne so halbwegs
Thomas Klingner: an und versucht also auf die Art und Weise das zu machen.
Thomas Klingner: Das ist aber offenbar eben halt ein Kurzzeitprozess. Also ein ganz kurzer Blitz, der so erzeugt wird.
Thomas Klingner: Also für einen Bruchteil in der Sekunde erzeugt man mal ein tatsächlich sonnenartiges Plasma.
Tim Pritlove: Minisonne.
Thomas Klingner: Die berühmte Minisonne.
Thomas Klingner: Darüber will ich hier auch gar nicht viel referieren. Das ist nicht unser Geschäft.
Thomas Klingner: Das ist ein komplett anderer Zweig der Plasmaphysik, mit dem ich mich nicht
Thomas Klingner: nur peripher beschäftige, weil er so anders ist.
Thomas Klingner: Den gibt es auch. Das ist der andere Pfad.
Thomas Klingner: Nebenbei gesagt, der ist auch schwierig. Da darf man sich nichts vormachen,
Thomas Klingner: dass man sagt, das ist die Abkürzung zu der Fusionsenergie auf Erden.
Thomas Klingner: Das ist auch ein sehr hartes Brot aus anderen Gründen. Aber wir wollen uns da
Thomas Klingner: nicht so sehr verheddern jetzt.
Thomas Klingner: Wir machen eben halt, die magnetische Fusion, die wir hier in Greifswald machen,
Thomas Klingner: basiert auf sehr dünnen Plasmen.
Thomas Klingner: Nicht sehr dünnen, sehr heißen Plasmen. Aber dieses sehr dünnen ist entscheidend.
Tim Pritlove: Also dünn im Sinne von nicht so dicht?
Thomas Klingner: Ja, Materiedichte. Also dünn, muss man es in eine Perspektive zu setzen.
Thomas Klingner: Wir reden etwa von Faktor 100.000 dünner als die Luft, die wir atmen.
Thomas Klingner: Also wirklich dünne Luft.
Thomas Klingner: Also wenn man so in die Atmosphäre nach oben reißt, irgendwann wird die Duft halt immer dünnert.
Thomas Klingner: Nicht so, das heißt wir sind dann irgendwo in der Jonsphäre oder sowas,
Thomas Klingner: also schon ganz oben in unserer Atmosphäre, wo bloß Reste davon sind.
Thomas Klingner: Das heißt, es ist sehr dünne Materie, die kann man mit einem Vertretbaren Aufwand sehr heiß bekommen.
Thomas Klingner: Hat den Vorteil, wenn man das miteinander multipliziert und mit den Faktoren
Thomas Klingner: versieht, die man da vorschreiben muss, dann kriegt man einen Druck.
Thomas Klingner: Und dieser Druck, das sind so,
Thomas Klingner: Drei bis fünf Bar als Gasdruck.
Tim Pritlove: Also so Fahrradreifen.
Thomas Klingner: Fahrradreifen, das hört sich so an, als könnte man das hinbekommen. Nicht so technisch.
Thomas Klingner: Bei der Sonne reden wir von Gigapascal, also von ganz anderen Drücken.
Thomas Klingner: Also das sind einfach diese typischen astronomischen Dimensionen,
Thomas Klingner: die also nur bei der Sonne durch Gravitation zusammengehalten werden können,
Thomas Klingner: weil die Sonne einfach so riesig ist.
Thomas Klingner: Also einen Gravitationseinschluss kann man auf der Erde nicht machen.
Tim Pritlove: Aber wir brauchen auf jeden Fall diesen Plasmazustand dieses Gases,
Tim Pritlove: auch wenn es nicht so dicht ist.
Tim Pritlove: Und man muss dem entgegenarbeiten, dass es nicht all die Wärme,
Tim Pritlove: die es braucht, um das aufrecht zu erhalten, sofort wieder verliert.
Tim Pritlove: Also muss man es in irgendeiner Form einpacken, einschließen,
Tim Pritlove: bei sich behalten, um sozusagen einen kontrollierten Ort zu haben,
Tim Pritlove: in dem eine Fusionsreaktion dann mehr oder weniger von alleine stattfindet.
Thomas Klingner: Das ist quasi ein Gefäß. Aber es ist ein immaterielles Gefäß.
Thomas Klingner: Denn auch dieses dünne Gas wohnt erstmal in einem Stahlgefäß.
Thomas Klingner: Und das Stahlgefäß ist halt kalt, hat Raumtemperatur.
Thomas Klingner: Und man muss dann noch für die Isolation noch ein immaterielles Gefäß schaffen,
Thomas Klingner: was dieses heiße Gas von den Wänden trennt.
Thomas Klingner: Das ist eben diese Wärmeisolationsaufgabe. Ansonsten hätte es einfach durch
Thomas Klingner: den Wärmekontakt, hätte das Gas Wandtemperatur. Und die reicht nicht.
Thomas Klingner: Dann passiert keine Fusion, sondern für Fusion braucht man tatsächlich exotisch hohe Temperaturen.
Thomas Klingner: Wir reden da so von 100, Größenordnung 100 Millionen Grad, was sich ganz erschreckend anhört.
Thomas Klingner: Man muss da aber im Kopf behalten, wir reden von einem sehr dünnen Gas.
Thomas Klingner: Und unser Temperaturbegriff, der ist ja ganz stark geprägt von der kondensierten
Thomas Klingner: Materie, also von der Tasse Tee oder von einer Herdplatte, das ist alles feste Materie.
Thomas Klingner: Und da sind 100 Grad oder 1000 Grad schon alles sehr heiß.
Thomas Klingner: 1000 Grad ist schon verflixt heiß, also nicht unvorstellbar heiß,
Thomas Klingner: aber schon sehr, sehr heiß.
Thomas Klingner: Wenn wir von Lava reden, dann sind es um 2000 Grad und das ist so der Erfahrungsbereich
Thomas Klingner: und da hört sich 100 Millionen Grad natürlich irre an, ist es aber nicht,
Thomas Klingner: weil wir von einem sehr dünnen Gas reden.
Thomas Klingner: Und Temperatur ist ja in der Physik nichts anderes als eine Begrifflichkeit für Geschwindigkeit.
Tim Pritlove: Die Geschwindigkeit der Atome.
Thomas Klingner: Die Geschwindigkeit der Atome, der individuellen Atome in einem statistischen Mittel.
Thomas Klingner: Und wir müssen einfach nur diese Atome auf dieses Tempo bringen und beim dünnen
Thomas Klingner: Gas ist das sehr gut machbar.
Thomas Klingner: Allerdings beim Kontakt wieder mit der festen Materie, mit dem Kessel,
Thomas Klingner: würde man dieses Gas einfach nicht viel mehr als auf Raumtemperatur bekommen.
Thomas Klingner: Das heißt, man braucht eine Isolation und das ist ein immaterieller zweite Lager,
Thomas Klingner: ein zweites Gefäß. und das sind die berühmten Magnetfelder.
Tim Pritlove: Die das einschließen, das Plasma, damit es sozusagen bei sich bleibt und sie wärmen nicht ab.
Thomas Klingner: Man muss sich das wie ein Gefäß vorstellen. Wie so eine zweite Wand.
Thomas Klingner: Die zwischen der materiellen Wand, der Stahlwand, und dem eigentlichen Plasma
Thomas Klingner: ist, was man heiß machen möchte.
Thomas Klingner: Kein Styropor ist nichts Materielles, sondern eine immaterielle Isolation.
Thomas Klingner: Aber es ist de facto eine weitere Lage, ein weiteres Gefäß, was man dazwischen packt.
Thomas Klingner: Und die Form dieses Gefäßes, diese Form dieses Immateriellen,
Thomas Klingner: dieses magnetischen Gefäßes, die ist sehr wichtig.
Tim Pritlove: Klingt jetzt erstmal nach einem Rohr. Ja. Also man hat so einen außen umschließenden
Tim Pritlove: Mantel und dann soll das Plasma in der Mitte sein und durch Magnete hält man
Tim Pritlove: es sozusagen von dieser eigentlichen Wand des Rohres fern.
Thomas Klingner: Ja, also erstmal, also ein Rohr ist erstmal schon mal ein guter Ansatz.
Thomas Klingner: Damit haben wir auch angefangen. Erstmal mit einem geraden Rohr.
Thomas Klingner: Da hat man festgestellt, ein gerades Rohr hat natürlich zwei Enden.
Tim Pritlove: Wie die Wurst?
Thomas Klingner: Ja, die Wurst, so zwei Enden. Nur die Wurst hat zwei. Und an diesen Enden,
Thomas Klingner: das sind automatische Verlustflächen.
Thomas Klingner: Denn da steht dieses immaterielle Gefäß einfach in Kontakt wieder mit der kalten Wand.
Thomas Klingner: Das heißt, man ist gut beraten, dieses Rohr zu einem Ring zu biegen.
Thomas Klingner: Denn damit kann man die Magnetfeldlinien schließen.
Tim Pritlove: Aber man könnte doch auch die Magnetfelder an den Seiten so ausrichten,
Tim Pritlove: dass es auch an da nicht rankommt.
Thomas Klingner: Ja, hat man auch versucht. Also man hat das so zugequetscht.
Thomas Klingner: Das sind sogenannte Spiegelmaschinen, um diesen Kontakt mit der Wand zu verringern.
Thomas Klingner: Das hat auch was gebracht, aber es war am Ende dann doch nicht genug.
Thomas Klingner: Er hatte doch zu große Verluste.
Thomas Klingner: Denn das ist einfach ein nicht verhinderbarer Kontakt zwischen diesem Magnetfeld und der Wand.
Thomas Klingner: Da stoßen die Magnetfeldlinien auf die Wand und das bedeutet einen Kontakt.
Thomas Klingner: Das ist wie eine Lücke in der Isolation, wie ein Loch in der Isolation,
Thomas Klingner: was man bei seinem Haus auch gar nicht haben würde.
Tim Pritlove: Und damit dieser Ansatz dann sozusagen kein Ende findet, hat man die Enden einfach
Tim Pritlove: weggelassen und das Ganze ist dann im Ring gemacht.
Thomas Klingner: Wenn eine Wurst kein N haben soll, dann biegt man die Wurst zu einem Wurstring.
Thomas Klingner: Und dann hat man einen Wurstring.
Thomas Klingner: Also insofern wollen wir nicht zu sehr mit solchen kulinarischen Vergleichen
Thomas Klingner: uns damit zufriedenstellen.
Thomas Klingner: Aber es hilft ein bisschen die Vorstellung zu machen. Es wird oft vom Donut
Thomas Klingner: gesprochen, also das ist am Ende egal.
Tim Pritlove: Sagen wir korrekt Torus.
Thomas Klingner: Ja, Torus ist der mathematische Begriff. Der ist nicht ganz so alltäglich.
Thomas Klingner: Aber es ist ein Torus, also es ist ein Ring. ein Torrüssel, der vom Magnetfeld erfüllt ist.
Thomas Klingner: So, das ist dann der erste Punkt. Also da waren wir auch schon 1950.
Thomas Klingner: Wenn die magnetischen Feldlinien dieses Rings, wenn man die einfach so belässt,
Thomas Klingner: also das Rohr zu einem Ring biegt und das so belässt,
Thomas Klingner: dann muss man sich mit einem unangenehmen Effekt auseinandersetzen,
Thomas Klingner: der so ein Klassiker der Plasmaphysik ist.
Thomas Klingner: Durch die Tatsache, dass die Magnetfeldlinien dann ja gekrümmt sind,
Thomas Klingner: nicht mehr gerade, sondern gekrümmt,
Thomas Klingner: und dass sie durch das Zusammenbiegen auf der Innenseite enger liegen als außen, auch sehr logisch,
Thomas Klingner: bekommen also einerseits eine Krümmung der Magnetfeldlinie, logisch,
Thomas Klingner: zweitens auch noch eine Inhomogenität, also eine Veränderung des Magnetfeldes.
Tim Pritlove: Ungleichförmigkeit.
Thomas Klingner: Ungleichförmigkeit. Und beides führt dazu, dass diese geladenen Teilchen einem
Thomas Klingner: in in der radialen Richtung, das heißt also senkrecht zu den Magnetfeldlinien rausdriften.
Thomas Klingner: Also diese Teilchen machen eine Gyrationsbewegung in die Magnetfeldlinien herum
Thomas Klingner: und sehen, während dieser Gyrationsbewegung einerseits die Krümmung,
Thomas Klingner: andererseits die Inhomogenität und jedes Mal kriegen sie sozusagen so einen
Thomas Klingner: kleinen Versatz unserer Unwucht.
Thomas Klingner: Das ist wie so eine Fliehkraft, kann man sich so fast vorstellen.
Thomas Klingner: Auf jeden Fall beginnen die radial sich rauszubewegen, also senkrecht zu dem
Thomas Klingner: Magnetfeld in sich rauszubewegen. Und das hört sich schon nicht gut an.
Thomas Klingner: Weil damit transportieren sie Teilchen, aber auch die Wärme,
Thomas Klingner: die sie tragen, nach außen. Damit hat man wieder den Wärmeverlust.
Thomas Klingner: Das wurde schon sehr früh erkannt. Und ganz einfacher Trick,
Thomas Klingner: den man da macht, man verdreht diese magnetischen Feldlinien,
Thomas Klingner: um dieses Rausdriften zu kompensieren, so als grobes Bild.
Thomas Klingner: Das heißt, sie müssen nicht nur regnförmig sein, sie müssen auch in sich verdreht sein.
Thomas Klingner: Und dieses Verdrehen, das muss man eben halt in den Magnetfeldern noch zusätzlich erreichen.
Thomas Klingner: Denn das Magnetfeld an sich kann man erstmal mit einem Satz von Magneten erzeugen,
Thomas Klingner: von Elektromagneten erzeugen, die man also einfach ringförmig aufstellt und
Thomas Klingner: dann hat man ein ringförmiges Magnetfeld.
Thomas Klingner: Das hat aber noch nicht die Verdrehung.
Tim Pritlove: Für die Verdrehung muss man sozusagen diese Spulen, die ja letztlich dieses
Tim Pritlove: Magnetfeld erzeugen, selbst auch nochmal ihrer Gleichförmigkeit berauben.
Thomas Klingner: Das ist eine Möglichkeit, entweder indem man einen weiteren zusätzlichen Spulensatz
Thomas Klingner: spendiert, der die Verdrehung übernimmt, nicht so eine Kombi.
Thomas Klingner: Oder wie beim Wendelstein, indem man diese Spulen nicht mehr einfach belässt,
Thomas Klingner: sondern diese Verdrehung in die Spulen hineingießt.
Thomas Klingner: Und das heißt, das Verdrehen der magnetischen Feldlinien durch die Formgebung der Spulen erreicht.
Thomas Klingner: Das ist das Stellaratorprinzip dabei.
Tim Pritlove: Genau und damit sind wir sozusagen bei dem Prinzip der Installation,
Tim Pritlove: die jetzt hier in Greifswald gebaut worden ist, angekommen.
Tim Pritlove: Das ist aber nicht der einzige Ansatz, den man jetzt verfolgt hat.
Tim Pritlove: Es gibt ja noch mit Tokamak noch ein zweites Prinzip, was ähnlich funktioniert, aber anders.
Thomas Klingner: Ja, das schließt genau an das an, was wir gerade gesagt haben.
Thomas Klingner: Diese Verdrehung der magnetischen Feldlinien kann man auch erreichen,
Thomas Klingner: indem man einen sehr starken Strom in das Plasma hineinbringt.
Thomas Klingner: Und dieser starke strom erzeugt für sich wiederum ein magnetfeld und das magnetfeld
Thomas Klingner: was dieser starke strom erzeugt kombiniert mit dem magnetfeld was der strom
Thomas Klingner: in den spulen erzeugt erzeugt dieses verdrehte magnetfeld das ist das tokamark prinzip.
Tim Pritlove: Also zwei ansätze sozusagen um dasselbe ziel.
Thomas Klingner: Zu erreichen ja und hat eben ja die,
Thomas Klingner: Spezialität, dass man eben halt einen Strom in das Plasma rein zaubern muss.
Tim Pritlove: Ja. Also abgesehen von dem, also wenn wir von Wendelstein sprechen,
Tim Pritlove: das ist der Name des Projektes hier, also der Name dieses,
Tim Pritlove: Forschungsreaktors, der hier gebaut wird. Ich glaube, der Grund ist ein Berg,
Tim Pritlove: Wendelstein ist ein Berg in Bayerischen Alpen.
Thomas Klingner: In Bayerischen Alpen.
Tim Pritlove: Weil das so ein hohes Ziel ist, was man hier erreichen will.
Thomas Klingner: Ach, das hat historische Gründe, diese Benennung nach Bergen.
Thomas Klingner: Geht zuletzt zurück auf die allerersten Stelleratoren, die an der Princeton
Thomas Klingner: University gebaut wurden, von dem US-amerikanischen Astrophysiker Lyman Spitzer.
Thomas Klingner: Der war halt begeisterter Bergsteiger und mochte sehr die Alpen und hatte seine
Thomas Klingner: Maschine oder sein Projekt, hatte den Kennnamen Project Matterhorn.
Thomas Klingner: Und das war die Inspiration hier für die deutsche Aktivität auf dem gleichen Gebiet.
Thomas Klingner: Also als man so gesehen hat, was da in Princeton getrieben wurde,
Thomas Klingner: wollte man sich da in dieser Richtung auch engagieren.
Thomas Klingner: Und das war die Inspiration dafür, das nach einem anderen Berg zu benennen,
Thomas Klingner: also nach einem bayerischen Berg, weil es da die Aktivität in Garching gestartet
Thomas Klingner: war. Und da hatte man den Wendelstein genommen.
Thomas Klingner: Erstens, weil das ein allgemein bekannter Berg dort ist.
Thomas Klingner: Das ist ein Ausflugsberg und ich habe mir auch mal sagen lassen,
Thomas Klingner: dass der Fußweg da hoch auf solchen Serpentinen, solchen sehr gewendelten Faden
Thomas Klingner: geht, weshalb er vielleicht auch so heißt, aber ich weiß es nicht,
Thomas Klingner: vielleicht ist das auch irreführend.
Thomas Klingner: Und das war so ein weiteres Element, was eben mit dieser Geometrie der Magnete
Thomas Klingner: verbunden ein inspirierendes Element war.
Thomas Klingner: Am Ende ist es ein Wendelstein geworden und dieser Name ist eben seit den 60er
Thomas Klingner: Jahren beibehalten worden und hat dann auch hier eine Heimat gefunden.
Tim Pritlove: Genau und es gibt es in mehreren Versionen, jetzt sind wir irgendwie bei Version
Tim Pritlove: 7. Das X, was da noch dabei ist.
Thomas Klingner: Ist auch alles alles historie also es gab ein
Thomas Klingner: wendelstein 1 es gab ein wendelstein 1 a 1 b
Thomas Klingner: es gab ein 2 2 a 2 b 3 4 5 und 6 sind nie gebaut worden gab es ein wendelstein
Thomas Klingner: 7 dann gab es ein wendelstein 7 a dann gab es ein wendelstein 7 as und dann
Thomas Klingner: gibt es jetzt hier den wendelstein 7x als neueste version,
Thomas Klingner: Und warum man bei sieben kleben geblieben ist, können Sie die Frage,
Thomas Klingner: hätte ich auch sieben, acht, neun, zehn oder sowas machen.
Thomas Klingner: Das sind immer so ein bisschen Geschmackssachen. Am Ende ist Wendelstein 7 denn
Thomas Klingner: so in den späten 70er Jahren auch zu einer Marke geworden.
Thomas Klingner: Und da wollte man diese Marke nicht mehr ändern.
Tim Pritlove: Okay, Branding.
Thomas Klingner: Auch in der Physik gibt es Marketing.
Tim Pritlove: Marketing und beliebte Namespaces, hier sind es dann halt einfach die Berge.
Tim Pritlove: Aber ich habe das jetzt vor allem erwähnt, um mal die Begrifflichkeiten klarzumachen,
Tim Pritlove: was jetzt hier eigentlich was ist.
Tim Pritlove: Stellarator ist halt das Bauprinzip.
Tim Pritlove: Wendelstein ist die konkrete Installation, die hier betrieben wird.
Tim Pritlove: Die Tokamak-Reaktoren werden an anderen Standorten gebaut, aber auch vom Max-Planck-Institut
Tim Pritlove: gibt es, glaube ich, eine Tokamak-Installation.
Thomas Klingner: Wir haben eine Tokamak-Versuchsanlage in Garching.
Tim Pritlove: Genau, und dann gibt es noch ein großes System in ITER in Frankreich,
Tim Pritlove: was ein sehr internationales Projekt ist.
Thomas Klingner: Und man darf das auch nicht zu sehr auseinander dividieren. Also beides ist
Thomas Klingner: magnetischer Einschluss, beides ist ringförmig, ist in dem Sinne wieder sehr ähnlich.
Thomas Klingner: Es gibt, wenn man so mit einem Satz den Unterschied zwischen Stellarator und
Thomas Klingner: Tokamak diesen beiden Sublinien im magnetischen Einschluss beschreiben will,
Thomas Klingner: dann kann man sagen, im Tokamak muss ein starker Strom im Plasma fließen.
Thomas Klingner: Im Stellarator kann man auf den verzichten.
Thomas Klingner: Die Gründe haben wir schon erwähnt. Der starke Strom im Plasma des Tokamax erzeugt
Thomas Klingner: die Verdrillung der Magnetfeldlinien.
Thomas Klingner: Beim Stellarator wird die Verdrillung der Magnetfeldlinien durch die Formung der Spulen gemacht.
Tim Pritlove: Genau. Kommen wir vielleicht nochmal kurz zu diesem Plasma selbst.
Tim Pritlove: Klingt ja, ist ja so ein schönes Wort. Bei Plasma haben glaube ich alle immer
Tim Pritlove: so Plasma-Lampen irgendwie vor Augen.
Thomas Klingner: Aber ganz auf Augenblutplasma. Das höre ich oft.
Tim Pritlove: Das ist mir jetzt nicht eingefallen. Okay, naja gut. Aber ja.
Tim Pritlove: Was genau ist jetzt drin in der Röhre? Welchen Braten schiebt man jetzt sozusagen rein?
Tim Pritlove: Woraus macht man das Plasma?
Thomas Klingner: Wir haben ja schon über Gas gesprochen. Also wir reden von einem dünnen Gas.
Thomas Klingner: So zur Orientierung unserer Anlage, die wir hier stehen haben.
Thomas Klingner: Ich rede übrigens gar nicht so gerne vom Reaktor.
Thomas Klingner: Können wir noch vertiefen.
Tim Pritlove: Sondern von?
Thomas Klingner: Die Anlage. Oder Maschine. Wir nennen sie auch gerne die Maschine.
Thomas Klingner: Das klingt ein bisschen kräftiger.
Tim Pritlove: Aber da reagiert schon Sachen zu.
Thomas Klingner: Nee, da reagiert nichts.
Tim Pritlove: Da reagiert nichts?
Thomas Klingner: Zurzeit gar nichts. Also das heißt in dieser Anlage zur Orientierung,
Thomas Klingner: wenn wir dort von dem Gas reden, ist das sowas wie 0,01 Gramm.
Thomas Klingner: Also wirklich wenig Gas.
Tim Pritlove: Von? Wasserstoff.
Thomas Klingner: Wasserstoff. Was wir dort reinfüllen. Also alles fängt mit dem Gas an.
Thomas Klingner: Man füllt also Wasserstoff, Gas, dieses niedrigdichte Gas ein.
Thomas Klingner: Dieses Gas wird ionisiert, sprich es wird Energie eingekoppelt.
Thomas Klingner: Und diese Energie ist hoch genug, dass die Atomverbünde auseinanderfallen.
Thomas Klingner: Das ist gar nicht schwer, das
Thomas Klingner: geht relativ schnell. Das passiert schon bei relativ geringen Energien.
Thomas Klingner: Und wenn diese Atomverbünde zerfallen sind, dann besteht dieses Gas dann nicht
Thomas Klingner: mehr aus neutralen Wasserstoffatomen oder Molekülen,
Thomas Klingner: sondern nur noch aus den Wasserstoffkernen und freien Elektronen.
Thomas Klingner: Und da reden wir von den Ionen und den Elektronen.
Thomas Klingner: Und dieses Gemisch aus Ionen und Elektronen, die nicht mehr aneinander gebunden
Thomas Klingner: sind, sondern sich frei bewegen können, diesen Materiezustand bezeichnet man als Plasma.
Thomas Klingner: Das hört sich ganz skurril an, ist auch nicht unmittelbar ein Alltagsphänomen,
Thomas Klingner: wenn wir jetzt hier auf der Straße spazieren gehen.
Thomas Klingner: Kann es aber werden, wenn man nördlich genug ist und dort mal ein Nordlicht hat.
Thomas Klingner: Ein Nordlicht ist ein Plasmazustand in der oberen Atmosphäre.
Tim Pritlove: Die Auroren.
Thomas Klingner: Die Aurora Borealis oder...
Thomas Klingner: Die südliche Version davon. Man kann auch so kleine Plasmen haben in einer Gewitterstimmung.
Thomas Klingner: Das St. Elmsfeuer, Segler kennen das. Das heißt einfach eine Lichterscheinung an der Massspitze.
Thomas Klingner: Auch dort passiert so eine Inonisierung des atmosphärischen Gases.
Thomas Klingner: Oder etwas spektakulärer, ein Blitz. Ein Blitz ist auch ein Plasma.
Tim Pritlove: Oder eine Kerze.
Thomas Klingner: Eine Kerze ist ein bisschen an der Grenze. Da sind wir Plasmaphysiker streng.
Thomas Klingner: Das ist ein böser Grenzfall.
Thomas Klingner: Ja, das leuchtet, das ist auch ein bisschen ionisiert, aber wir haben ja Kriterien
Thomas Klingner: dafür, wann es ein Plasma ist und wann nicht.
Thomas Klingner: Das ist ein übler Grenzfall.
Thomas Klingner: Also das spielt nicht mehr nach den Spielregeln, nachdem sich ein Plasma verhält,
Thomas Klingner: weil eine Kerze hat zu wenig Ionisation.
Thomas Klingner: Der Ionisationsgrad ist sehr niedrig. Und damit beginnen die Effekte,
Thomas Klingner: die für ein Plasma wichtig sind, marginal zu werden.
Thomas Klingner: Alles ist von dem neutralen Gas und von der Chemie bestimmt.
Thomas Klingner: Und damit ist das so ein bisschen außerhalb unseres Schirms.
Thomas Klingner: Es gibt auch keine scharfe Grenze.
Thomas Klingner: Also es gibt keinen Punkt, wo man sagt, jetzt ist es ein Plasma.
Thomas Klingner: Sondern das ist ein weicher Übergang. Man darf sich das nicht wie so einen Phasenübergang
Thomas Klingner: vorstellen, wie Schmelzen von Eis, sondern das kriecht so rein,
Thomas Klingner: die Plasma-Eigenschaft in das Gas.
Thomas Klingner: Also das ist auf jeden Fall so die Definition eines Plasmas,
Thomas Klingner: dass wir eben in dem Sinne ein geladenes Gas haben und die Ladung wird aus den
Thomas Klingner: Konstituenten, aus jedem Teilchen selbst bereitgestellt.
Thomas Klingner: Aber die Gesamtladung ist de facto null, weil es ist immer gleich viel Plus wie Minus.
Tim Pritlove: Genau, aber Wasserstoffatron besteht ja im Wesentlichen eigentlich nur aus einem
Tim Pritlove: Proton und einem Elektron.
Tim Pritlove: Und wenn sich das halt alles auflöst, dann wird einfach nur die Bindung zwischen
Tim Pritlove: Elektron und dem Kern, also dem einen Proton aufgehoben.
Tim Pritlove: Und man hat mehr oder weniger so eine Elektron-Proton-Suppe,
Tim Pritlove: die insgesamt noch dieselbe Ladung hat wie vorher, aber sie ist ungleich verteilt.
Tim Pritlove: Das Proton ist dann halt positiv. Und da spricht man dann eben von dem Ion,
Tim Pritlove: wenn es sozusagen seines Elektrons beraubt ist.
Tim Pritlove: Und das ist ja dann auch die Voraussetzung, dass das Magnetfeld drumherum da
Tim Pritlove: überhaupt seine Wirkung entfallen kann.
Thomas Klingner: Denke ich. Ja, erstens das. Also nur dadurch, dass man geladene Teilchen,
Thomas Klingner: also dass man ein Gas ausgeladene Teilchen hat, reagiert das überhaupt auf die
Thomas Klingner: magnetischen Feldlinien.
Thomas Klingner: Und die eigentliche Fusion passiert ja bei den Kernen, also bei den Schweren,
Thomas Klingner: bei den Ionen. Die Ionen fusionieren, die Elektronen machen ja nichts.
Thomas Klingner: Die sind ja nur da. Die sorgen dann sozusagen für das Ladungsgleichgewicht.
Tim Pritlove: Und wenn die zwei Protonen dann halt zusammenkommen, dann haben wir Helium.
Thomas Klingner: Na, bei zwei Wasserstoffprotonen kriegen wir erstmal keine Helium.
Tim Pritlove: Nee, warum nicht?
Thomas Klingner: Nein,
Thomas Klingner: also die Fusionsreaktion, von der wir reden, das sind zwei Isotope,
Thomas Klingner: also zwei Varianten von Wasserstoff.
Thomas Klingner: Also nicht der klassische Wasserstoff, den wir so kennen, der aus einem Proton besteht,
Thomas Klingner: sondern die Fusion, die die höchste Wahrscheinlichkeit hat, ist die Fusion von
Thomas Klingner: schwerem Wasserstoff und superschwerem Wasserstoff.
Thomas Klingner: Das ist im Falle von schweren Wasserstoff ein Proton und ein Neutron.
Thomas Klingner: Und im Falle von super schweren Wasserstoff ein Proton und zwei Neutronen.
Tim Pritlove: Also das Deuterium und das Tritium.
Thomas Klingner: Die heißen auch Deuterium und Tritium. Das sind so die poetischen Namen, die man davon nimmt.
Thomas Klingner: Aber Wasserstoffisotope, das heißt chemisch, sind die identisch zum Wasserstoff.
Thomas Klingner: Die können auch Wasser bilden, schweres Wasser oder super schweres Wasser.
Thomas Klingner: Reagieren chemisch genauso.
Thomas Klingner: Aber sind eben schwerer, wie es der Name sagt. Nicht schwerer und super schwerer.
Thomas Klingner: Und da ergibt eben halt die Kernphysik aus der Zusammensetzung dieses Kerns,
Thomas Klingner: dass da die Fusion dramatisch viel wahrscheinlicher ist.
Thomas Klingner: Mit ganz großer Mühe kann man auch reinen Wasserstoff, Protonen miteinander
Thomas Klingner: fusionieren, das passiert im Inneren der Sonne.
Thomas Klingner: Wir sprachen darüber, da brauchen wir äußerst extreme Bedingungen und man muss
Thomas Klingner: auch wirklich richtig lange warten dafür.
Thomas Klingner: Die Fusion von Deuterium und Tritium ist um 30 Größenordnungen wahrscheinlicher.
Thomas Klingner: Und damit ist es dann das Naheliegende, damit mal anzufangen,
Thomas Klingner: bevor man sich mit Fusion von Wasserstoff beschäftigt.
Tim Pritlove: Aber wo kommen denn dann die Neutronen her?
Thomas Klingner: Naja, das ist einfach die atomare Struktur. Also Deuterium ist einfach ein Element,
Thomas Klingner: was auf der Erde auch verfügbar ist.
Thomas Klingner: Das ist zu einem kleinen Prozentsatz einfach im Wasser enthalten.
Thomas Klingner: Also Deuterium kann man so kaufen.
Thomas Klingner: Mit tritium müsste das eigentlich auch der fall sein also ist
Thomas Klingner: grundsätzlich auch so der fall hat aber einen
Thomas Klingner: ärgerlichen nebeneffekt der tritium also tritium da ist der atomkern nicht mehr
Thomas Klingner: stabil der zerfällt nach einer mittleren zeit von zwölf jahren 12,3 jahren das
Thomas Klingner: heißt es gibt keine tritium vorräte weil das immer wieder alles zerfallen was
Thomas Klingner: was was erzeugt wird es muss also immer wieder erzeugt werden,
Thomas Klingner: Aber das sind eben halt die beiden Wasserstoffvarianten, die dann,
Thomas Klingner: wenn sie verschmolzen werden, dann kommt tatsächlich dann das Helium raus.
Thomas Klingner: Wenn man das mit dem eigentlichen Wasserstoff macht, wie im Inneren der Sonne,
Thomas Klingner: dann braucht man einen mehrstufigen Prozess dafür.
Thomas Klingner: Das ist der sogenannte Proton-Proton-Zyklus, da gibt es noch mehrere Zwischenschritte
Thomas Klingner: und am Ende kommt trotzdem Helium raus.
Thomas Klingner: Aber direkt aus zwei Protonen macht man kein Helium. Deshalb muss ich da intervenieren.
Tim Pritlove: Ja, ist ja in Ordnung. Das heißt, was wird jetzt sozusagen zum Plasma gebracht?
Tim Pritlove: Das ist aber erstmal normaler Wasserstoff.
Thomas Klingner: Richtig. Aus dem Betrieb von normalem Wasserstoff kann man einfach fast alles schon lernen.
Thomas Klingner: Denn wir machen hier keine Fusionsforschung mit dem Fusionsprozess.
Thomas Klingner: Der ist gut bekannt. Da gibt es nicht viel zu erforschen. Der ist tabelliert.
Thomas Klingner: Kennt man alles. Da brauchen wir nichts rausfinden. Wir brauchen hier nicht
Thomas Klingner: zum x-ten Mal Deutem und Tritium aufeinander zu schießen, um das zu fusionieren.
Thomas Klingner: Also das ist alles schon gemacht, ist abgehakt.
Thomas Klingner: Sondern das, was schwierig ist, ist der Plasmazustand. Also die Beherrschung
Thomas Klingner: des Plasmazustandes und um auf das Gesagte zurückzukommen,
Thomas Klingner: die Kunst der Wärmeisolation, also wie man das Magnetfeld so einrichtet,
Thomas Klingner: dass man das Plasma überhaupt heiß bekommt in einer unserer kalten Umgebung.
Thomas Klingner: Dieses dünne Gas, dass man das so heiß bekommt, das ist die Kunst.
Thomas Klingner: Und das kann man super mit normalen Wasserstoff machen.
Thomas Klingner: Da braucht man kein Deuterium, da braucht man kein Tritium dazu.
Thomas Klingner: Ganz subtil, später gibt es dann schon wieder Unterschiede. Da reden wir dann vom Isotopeneffekt.
Thomas Klingner: Aber ein Schritt nach dem anderen. Also wenn man die ganze Übung mit Wasserstoff
Thomas Klingner: gemacht hat und wenn man das gut im Griff hat,
Thomas Klingner: Das ist auch auf unserem Plan und dafür ist die Maschine auch gebaut.
Thomas Klingner: Dann werden wir das Gleiche nochmal mit Deuterium machen, um zu sehen,
Thomas Klingner: was sind denn tatsächlich die feinen Unterschiede. Aber es sind feine Unterschiede.
Thomas Klingner: Der Teufel steckt immer im Detail, aber es ist der Schritt zwei.
Tim Pritlove: Genau, wir sind ja noch mitten in der Entwicklung und es gibt sozusagen das Fernziel,
Tim Pritlove: die Fusion tatsächlich durchzuführen, dann eben entsprechend aus der daraus
Tim Pritlove: erzeugten Wärme dann andere Energieformen daraus zu erzeugen,
Tim Pritlove: mit Turbinen oder was auch immer.
Tim Pritlove: Aber wir befinden uns noch auf dem Weg dahin und derzeit befinden wir uns an
Tim Pritlove: der Stelle, wenn ich es richtig verstanden habe,
Tim Pritlove: alles herauszufinden, was eben erstmal diesen definierten Zustand des Plasmas
Tim Pritlove: erreichen und erhalten kann, um dann, wenn man sich sicher ist,
Tim Pritlove: dass das funktioniert, den nächsten Schritt gehen zu können.
Thomas Klingner: Genau, wir müssen erstmal,
Thomas Klingner: den Materiezustand schaffen. Stabil.
Thomas Klingner: Wir müssen es schaffen, den stabil herzustellen, unter dem Fusion effizient stattfindet.
Thomas Klingner: Denn wie ich sagte, ein bisschen Fusion passiert immer, aber man muss den Materiezustand
Thomas Klingner: so hinbekommen, dass möglichst viel Fusion passiert. Das ist das Ziel.
Thomas Klingner: Etwas Fusion ist einfach, viel Fusion ist schwierig.
Thomas Klingner: Für viel Fusion braucht man ganz genau definierte Parameter,
Thomas Klingner: die zu diesem Materiezustand gehören. Also allem voran die Teilchendichte,
Thomas Klingner: Teilchen pro Kubikmeter und die Temperatur.
Thomas Klingner: Und dann die Kunst, das in einer kalten Umgebung unserer Welt herzustellen,
Thomas Klingner: stabil, zuverlässig, kontrolliert.
Tim Pritlove: Dann kommen wir noch mal auf das konkrete Design des Stellarator Maschine.
Tim Pritlove: Ich habe mir das auch gerade mal angeschaut, sehr beeindruckende Technikinstallation.
Tim Pritlove: Glaube ich, fast eine der größten Maschinen, die es vielleicht gibt, oder?
Thomas Klingner: Das ist eine der zehn großen auf der Welt, ja.
Tim Pritlove: Ein fetter Apparat mit 16 Metern Durchmesser hat man also diesen Ring und um
Tim Pritlove: dieses Magnetfeld zu erzeugen,
Tim Pritlove: in dem das Plasma dann vorgehalten werden soll oder auch wird schon,
Tim Pritlove: ist also dieser große Torus, den man jetzt gebaut hat, umgeben von mehreren dieser Magnetspulen.
Tim Pritlove: Die aber, um dann diese Verschlingung sozusagen zu erzeugen,
Tim Pritlove: also diese Ungleichmäßigkeit zu erzeugen, auch selber ungleichmäßig geformt und angeordnet sind.
Thomas Klingner: Ja, die ganze Kunst steckt in den Magneten drin. Denn die Ausführung der Magneten,
Thomas Klingner: die Geometrie dieser Elektromagnete bestimmt die Geometrie des Magnetfeldes.
Thomas Klingner: Und das musste man auch bitter lernen in der Physik, dass es auf die Geometrie
Thomas Klingner: des Magnetfeldes wirklich ankommt.
Thomas Klingner: Also in den Frühzeiten dieser Stellarator-Konfiguration, dieser Stellarator-Maschinen,
Thomas Klingner: hat man das ein bisschen ad hoc gemacht.
Thomas Klingner: Das heißt, man hat einfach ein ringförmiges, torusförmiges Magnetfeld.
Thomas Klingner: Erzeugt so erstmal als basis genommen
Thomas Klingner: und dann ja jetzt müssen wir diese verdrillung noch machen und
Thomas Klingner: hat man einfach so eine helix reingepackt nicht oder eine doppel
Thomas Klingner: helix und der helischen sachen hat man reingepackt das war einfach dafür gab
Thomas Klingner: es keinen physikgrund sondern müssen es irgendwie verdrehen das war so im prinzip
Thomas Klingner: diese der der ansatz schon ein bisschen intelligenter aber eigentlich ein bisschen
Thomas Klingner: schuss ins blaue und das war eher eine enttäuschung also das heißt da war die
Thomas Klingner: Wärmeisolation wirklich schlecht,
Thomas Klingner: also viel schlechter als bei dem Tokamak-Prinzip, wo man sich immer so vergleichen durfte,
Thomas Klingner: weil die sehr ähnlich sind, macht man natürlich den direkten Nachbarn zum Vergleich, guckt darüber.
Thomas Klingner: Und beim Tokamak hat man einfach viel bessere Wärmeisolationen beobachtet und
Thomas Klingner: damit viel höhere Temperaturen und hat sich also diesem Ziel,
Thomas Klingner: dieser 100 Millionen Grad, dieser berühmten schon viel stärker angenähert und
Thomas Klingner: damit war es erstmal eine Enttäuschung.
Thomas Klingner: Und diese Enttäuschung saß tief, die saß so tief, dass viele Labors auf der
Thomas Klingner: Welt gesagt haben, aus irgendwelchen Gründen ist das Mist, wir haben es nicht
Thomas Klingner: verstanden warum, aber wir lassen das mal.
Thomas Klingner: Und haben sich einfach auf den Gewinner Pfad begeben und Tokamaks gebaut,
Thomas Klingner: weil der einfach auch gut lief.
Thomas Klingner: Und dann sagen, warum sollen wir jetzt unsere Arbeitskraft verbrennen an irgendetwas,
Thomas Klingner: was nicht ordentlich läuft.
Thomas Klingner: Eigentlich sind so zwei große Gruppen am Ball geblieben.
Thomas Klingner: Es gab noch ein paar andere, die auch mitbetrieben haben, aber zwei große Gruppen.
Thomas Klingner: Das ist ein großes Institut in Japan und halt unser Institut.
Thomas Klingner: Und bei uns wurde so ein bisschen grüblerisch sich auch die Frage gestellt,
Thomas Klingner: woran liegt das eigentlich?
Thomas Klingner: Und da ist eine ganze Forschergeneration reingegangen in dieses drüber brüten
Thomas Klingner: und dieses Nachschöpfen, was eigentlich die Gründe für diese Enttäuschung sind.
Thomas Klingner: Also warum ist der Stellerator schlecht? Das war die entscheidende Frage.
Thomas Klingner: Und das ist so Schritt für Schritt gelungen, das so zu verstehen,
Thomas Klingner: also was wirklich mit diesen individuellen Teilchen passiert,
Thomas Klingner: also warum die entkommen können.
Thomas Klingner: Denn jeder Wärmeverlust ist am Ende ein Entkommen.
Thomas Klingner: Das Transport, wir nennen das dann ja Physiktransport.
Thomas Klingner: Woher kommen diese Transportprozesse?
Thomas Klingner: Wenn man es dann verstanden hat, dann ist der nächste Schritt,
Thomas Klingner: dass man sich überlegen kann, wie kann man das heilen.
Thomas Klingner: Und dann ist so Schritt für Schritt sind diese ganzen Nachteile,
Thomas Klingner: die der Stellarator einfach bei dieser Ad-Hoc-Magnetfeldkonfiguration hat,
Thomas Klingner: sind geheilt worden, indem man das Magnetfeld in seiner Form angepasst hat.
Thomas Klingner: Das heißt also, die Krümmung der Magnetfeldlinien, auch wie dicht die liegen,
Thomas Klingner: also die Stärke des Magnetfeldes, wie die Stärke variieren muss,
Thomas Klingner: Das hat man dann immer mithilfe von numerischen Codes immer weiter so justiert,
Thomas Klingner: dass es zu dem Plasma passte,
Thomas Klingner: dass also dieser Transport verringert wurde.
Thomas Klingner: Und wenn man dann die Geometrie hat, dann rechnet man rückwärts die Spulen aus.
Thomas Klingner: Also das heißt, die Spulen, die sehen ein bisschen merkwürdig aus,
Thomas Klingner: wenn man die jetzt so anguckt, so im Bild anschaut, aber die sind genau so,
Thomas Klingner: wie die Physik sie haben will.
Tim Pritlove: Sie sehen so ein bisschen aus wie so verbogene Karabinerhaken.
Thomas Klingner: Ja, ich würde manchmal gefragt, ob die vom Laster gefallen sind oder ob da noch
Thomas Klingner: jemand dann dreimal rübergefahren ist, aber nein, das ist die natürlichste Form,
Thomas Klingner: also wirklich eine evolutionäre Form.
Tim Pritlove: Ja, also eine Form, die, wenn man sie halt jetzt um diesen Torus herum arrangiert,
Tim Pritlove: diese Verdrehung des Magnetfelds im Prinzip so nachbildet, also man hat es quasi
Tim Pritlove: mathematisch vom Ziel her in die Form zurückgerechnet, wenn ich es richtig verstehe.
Tim Pritlove: Und diese Magnetfelder müssen aber auch extrem stark sein, damit sie halt bis
Tim Pritlove: in die Mitte reinwirken.
Thomas Klingner: Nein, das geht gar nicht um das bis in die Mitte reinwirken.
Thomas Klingner: Also in der Tat ist das Magnetfeld auf der Spule stärker als im Zentrum.
Thomas Klingner: Also das heißt, da hat man schon auch eine Variation von dem Ausgangspunkt des
Thomas Klingner: Magnetfeldes zu dem Ort, wo das Plasma dann auch so sitzt oder den größeren
Thomas Klingner: Teil des Volumens, wo es sitzt.
Thomas Klingner: Aber man muss das Magnetfeld insgesamt einfach stark genug machen,
Thomas Klingner: dass die geladenen Teilchen wirklich effizient an die Magnetfeldlinien gebunden sind.
Thomas Klingner: Denn das Magnetfeld wäre das geringer, wäre diese Bindung an die Magnetfeldlinien
Thomas Klingner: schwächer, so kann man sich das vorstellen.
Thomas Klingner: Und auch das geht wieder auf Kosten der Wärmeisolation.
Thomas Klingner: Also die Wärmeisolation wird besser und wird systematisch besser mit höherem Magnetfeld.
Tim Pritlove: Also müssen die Magnetfelder stark sein?
Thomas Klingner: Also müssen sie stark sein, weil es geht alles um die möglichst hohe Wärmeisolation,
Thomas Klingner: die alleine dem Zweck dient, dass man die Temperaturen erreichen kann,
Thomas Klingner: die man braucht, damit Fusion effizient stattfindet.
Tim Pritlove: Aber wenn man jetzt ein starkes Magnetfeld braucht, muss man wiederum sehr viel
Tim Pritlove: Energie in diese Spulen reinschicken, die ja dann wahrscheinlich auch wiederum ziemlich warm werden.
Thomas Klingner: Ja, und das ist ganz blöd. Also da kommt man recht...
Thomas Klingner: Relativ schnell zum Schluss, dass man mehr Energie für die Spulen braucht,
Thomas Klingner: als man jemals rausbekommen würde. Und da ist es wieder nichts,
Thomas Klingner: was man gebrauchen kann.
Thomas Klingner: Weshalb der vernünftige Weg ist, und das ist eigentlich banal dieser Weg,
Thomas Klingner: ist, dass man den wohlbekannten Effekt der Superleitung nimmt.
Thomas Klingner: Superleitung ist ja nun auch schon ein uraltes Phänomen der Physik.
Thomas Klingner: Also schon ein bisschen her, dass wir es 100 Jahre gefeiert haben.
Thomas Klingner: Es gibt eben Materialien, Legierungen vor allem, metallische Legierungen,
Thomas Klingner: aber inzwischen auch keramische Materialien, die unter kalten Bedingungen supraleitend werden.
Thomas Klingner: Das heißt also einen elektrischen Strom völlig ohne Widerstand leiten.
Thomas Klingner: Und eine supraleitende Spule, also ein Elektromagnet, ein supraleitender Elektromagnet,
Thomas Klingner: funktioniert am Ende so, dass man den Strom dort hineinschickt und der fließt
Thomas Klingner: ohne elektrischen Widerstand.
Thomas Klingner: Das heißt, er fließt, bis man ihn wieder rausnimmt.
Thomas Klingner: Damit ist dieser Magnet am Ende nicht unterscheidbar von einem Permanentmagneten.
Thomas Klingner: Er sitzt dort und erzeugt einfach das Magnetfeld und erzeugt weder Wärme noch
Thomas Klingner: Braucherenergie, weil der Strom ohne elektrischen Widerstand fließt.
Thomas Klingner: Und ein Magnet braucht ja nur dann Energie, wenn der elektrische Strom in Wärme
Thomas Klingner: umgewandelt wird, die auch lästig ist, die man abführen muss,
Thomas Klingner: die man auch gar nicht haben wollte.
Thomas Klingner: Also insofern der Weg zu gehen ist Supraleitung. Und unsere Magnete,
Thomas Klingner: also unsere 70 Magnete, sind alle Supraleiten.
Thomas Klingner: Das superleitende Material ist ein alter Klassiker, einer der ältesten Supraleiter,
Thomas Klingner: die so der technischen Verwendung sind, Niob-Titan.
Thomas Klingner: Und Niob-Titan ist bei minus 270 Grad Celsius, also bei 3 Kelvin,
Thomas Klingner: sehr zuverlässig Supraleitend.
Tim Pritlove: Das ist ja dann ganz einfach. Da muss man ja nur auf drei Kelvin runterkühlen,
Tim Pritlove: während man ein paar Meter entfernt davon ein Plasma extrem heiß haben möchte.
Thomas Klingner: Das ist nicht das Problem. Denn die Spulen sehen das Plasma ja gar nicht.
Thomas Klingner: Die wissen gar nicht, dass da ein Plasma ist. Das ist den Spulen auch völlig egal.
Thomas Klingner: Das ist erstens ganz wenig Materie, zweitens ist die ewig weit weg.
Thomas Klingner: Die ist ja auch sogar richtig physisch abgetrennt durch das Vakuumgefäß.
Thomas Klingner: Das Plasma wohnt ja in einem Stahlgefäß, was zunächst evakuiert wird,
Thomas Klingner: sonst könnte man ja gar nicht so ein dünnes Gas dort drin einleiten und betreiben.
Tim Pritlove: Also die anderen Gase müssen sozusagen weg sein.
Thomas Klingner: Also man erzeugt erstmal ein Ultrahochvakuum, also quasi ein Nix.
Thomas Klingner: Und dort leitet man dieses hunderttausendfach verdünnte Wasserstoffgas ein.
Thomas Klingner: Und dieses Gefäß, also die Magnete befinden sich außerhalb dieses Gefäßes.
Thomas Klingner: Das heißt also aus der Magnetperspektive, wenn ich jetzt so ein Magnet wäre,
Thomas Klingner: keine Ahnung, was in mir da passiert, ist mir auch egal. Ich erzeuge mein Magnetfeld.
Thomas Klingner: Also das heißt, den Magneten ist das Plasma völlig egal.
Thomas Klingner: Allemal in erster und zweiter Ordnung.
Tim Pritlove: Trotzdem muss man ja irgendwie noch mal die Wärme auch in dieses Plasma hineinbekommen,
Tim Pritlove: weil sonst wird es ja nicht heiß.
Thomas Klingner: Also komplett entkoppelt voneinander. Das hat nichts mit den Magneten zu tun.
Thomas Klingner: Also die Magnete müssen auf minus 270 Grad runtergekühlt werden und es ist trotzdem
Thomas Klingner: nicht einfach, aber es hat nichts mit dem Plasma zu tun, sondern es hat damit zu tun,
Thomas Klingner: dass unsere Welt, unsere Umgebung nicht bei minus 270 Grad ist,
Thomas Klingner: sondern dass wir unsere Raumtemperatur 20, 30 Grad haben, so rundherum.
Thomas Klingner: Das heißt also, wir müssen von unserer Raumtemperatur auf diese minus 270 Grad
Thomas Klingner: runterkommen und wir müssen dann eben sehr scharf unterscheiden zwischen der
Thomas Klingner: warmen Welt, das ist einfach unsere Welt, nicht die Welt des Plasmas,
Thomas Klingner: sondern die menschliche Welt, das ist die warme Welt und die kalte Welt,
Thomas Klingner: das ist die Welt der Spulen.
Thomas Klingner: Deswegen befinden sich diese Spulen wiederum in einem Vakuum,
Thomas Klingner: was wir zwischen dem Plasmagefäß und dem Außengefäß aufbauen.
Thomas Klingner: Damit sind die wiederum wärmeisoliert. Wenn man in einem Vakuum drin sitzt,
Thomas Klingner: da hat man keine Wärmeverbindung zu unserer warmen Welt, zu unserer menschlichen warmen Welt.
Thomas Klingner: Das heißt, das muss man auch erstmal wieder entkoppeln, also nochmal in Isolationsaufgabe, aber anders.
Thomas Klingner: Und zweitens müssen die Magnete natürlich aktiv gekühlt werden.
Thomas Klingner: Denn zunächst beginnen die mit Raumtemperatur.
Thomas Klingner: Also wenn die so einfach da stehen, jetzt, wo sie das Ding besucht haben,
Thomas Klingner: haben die Raumtemperatur.
Thomas Klingner: Und dann dafür benutzt man einen Kühlschrank. Was also nicht anders ist als
Thomas Klingner: das raumwarme Bier, was man eben halt gerne etwas kälter haben würde.
Thomas Klingner: Dafür benutzt man auch einen Kühlschrank. Nur ist unser Kühlschrank ein bisschen größer.
Thomas Klingner: Das Kühlmittel ist flüssiges Helium.
Thomas Klingner: Also Heliumgas, was dann eben in den flüssigen Zustand gebracht wird.
Thomas Klingner: Und flüssiges Helium ist so in diesem Bereich von minus 72 Grad,
Thomas Klingner: 3 Kelvin, da kann man das ganz gut so betreiben.
Thomas Klingner: Und wir beginnen also mit Heliumgas und nach dem alten Kühlschrankprinzip,
Thomas Klingner: das heißt also diesem Expansions- und Verdichtungsprinzip, wie im Kühlschrank
Thomas Klingner: halt so funktioniert, wird dieses Heliumgas dann immer weiter runtergekühlt, bis es flüssig wird.
Thomas Klingner: Und dieses flüssige Helium zirkuliert dann in den Spulen und kühlt die Spulen
Thomas Klingner: auf die niedrige Temperatur, auf diese Minus 270 Grad ab, die erforderlich sind,
Thomas Klingner: damit die Spulen superleitend sind. Sonst ist Niob Titan nicht superleitend.
Thomas Klingner: Das ist im ganzen Gegenteil, ein ganz schrecklich schlechter Leiter.
Tim Pritlove: Wie lange dauert das, bis man das so kalt kriegt bei diesem Riesenapparat?
Tim Pritlove: Ich meine, es ist ja eine ganze Menge Zeug.
Thomas Klingner: Wenn alles gut geht, vier bis sechs Wochen.
Tim Pritlove: Vier bis sechs Wochen.
Thomas Klingner: Na gut, das sind 430 Tonnen,
Thomas Klingner: Material, die runtergekühlt werden müssen von Raumtemperatur auf minus 270 Grad, das dauert halt.
Tim Pritlove: Ja okay, nur dass man sich das mal vorstellt, das ist jetzt nicht so eine Maschine,
Tim Pritlove: die man so einschaltet wie einen Kühlschrank, nach einer halben Stunde passt das schon irgendwie,
Tim Pritlove: sondern bei dieser Dimension und dieser Menge an Material, die hier zum Einsatz
Tim Pritlove: kommt, ist das ein Prozess, den man mal nicht eben mal für den Tag einschaltet,
Tim Pritlove: sondern das ist eher so eine Phase.
Tim Pritlove: Also wenn man hier beschließt, wir wollen das Ding jetzt mal wirklich auch wieder
Tim Pritlove: in Betrieb nehmen und real Experimente durchführen und den ganzen Prozess überwachen,
Tim Pritlove: ist das so ein längerer Zeitraum, um das überhaupt erstmal zu erreichen.
Tim Pritlove: Allein schon nur, um diese Spulen runter zu kühlen, ist vielleicht noch nicht mal das Einzige.
Thomas Klingner: Das ist nicht das Einzige. Insgesamt brauchen wir sowas wie fünf Monate,
Thomas Klingner: um die Maschine betriebsbereit zu machen, wenn man alles zusammenrechnet.
Thomas Klingner: Aber das Abkühlen ist ein großer Prozess, weil der ist einfach auch gegeben
Thomas Klingner: durch die schiere Masse.
Thomas Klingner: Die schiere Masse, die runter zu kühlen ist und die Kühlkapazität unseres Kühlschranks.
Thomas Klingner: Der Kühlschrank hat auch schon eine satte elektrische Anschlussleistung von
Thomas Klingner: so etwa zwei Megawatt, die dann eben halt auch Tag und Nacht verbraucht werden.
Thomas Klingner: Also die Stromrechnung ist auch nicht ganz ohne.
Tim Pritlove: Ja, also derzeit macht man hier noch keinen Energiegewinn. Gehen wir vielleicht
Tim Pritlove: auch mal diesen Prozess durch, weil ich finde das glaube ich ganz interessant.
Tim Pritlove: Daran kann man ja dann auch sehen, was letzten Endes jetzt wirklich passiert.
Tim Pritlove: Also sagen wir mal jetzt, morgen geht es los,
Tim Pritlove: alle Vorbereitungen sind abgeschlossen, alle Warnsignale sind ausgeschaltet,
Tim Pritlove: jetzt schaltet man erstmal sozusagen den Kühlschrank ein und sorgt dafür,
Tim Pritlove: also wahrscheinlich wird erstmal das Vakuum hergestellt, also sowohl innerhalb des Vakuumes,
Tim Pritlove: Ich weiß nicht, wie nennt man den Bereich? Plasma-Rohrs? Kann man das so nennen? Wie heißt das?
Thomas Klingner: Wir reden von Plasmagefäß.
Tim Pritlove: Plasmagefäß, okay. Also erstmal das Vakuum für das Plasmagefäß,
Tim Pritlove: das Vakuum für die es umgebenden Spulen und der Kühlschrank sorgt dafür,
Tim Pritlove: dass die Spulen runtergekühlt werden und das läuft dann eben über mehrere Wochen.
Tim Pritlove: Was für andere Prozesse müssen noch gestartet werden, um letzten Endes eine
Tim Pritlove: Betriebsbereitschaft herzustellen.
Thomas Klingner: Ach, Sie haben es ja schon die Wesentlichen so genannt. Also es beginnt eben
Thomas Klingner: erstmal mit dem Evakuieren, also mit dem Herstellen von Vakuum,
Thomas Klingner: von Plasmagefäß und dem Ausstieggefäß.
Tim Pritlove: Das dauert wahrscheinlich auch eine Weile, ne?
Thomas Klingner: Ja, so ein paar Tage dauert das auch, paar Tage pumpt man da schon,
Thomas Klingner: wenn man keine Lacks hat.
Tim Pritlove: Ja.
Thomas Klingner: Also passiert, dass irgendwas schief geht, dass man, wir haben sehr viele Öffnungen,
Thomas Klingner: wir haben 500 Öffnungen, da kann das schon in dem einen wie dem anderen Gefäß
Thomas Klingner: schon mal passieren, dass man einen Vakuum-Lack hat und was man erstmal suchen
Thomas Klingner: muss. und so eine Lecksuche kann auch schon durchaus dauern.
Thomas Klingner: Aber wenn alles gut geht, dann ist man in so einer Woche etwa durch.
Thomas Klingner: Und wenn diese Vakuumbedingungen hergestellt sind, dann kann man mit dem Abkühlen
Thomas Klingner: beginnen. Wir sprachen über das Abkühlen.
Thomas Klingner: Also das Abkühlen von Raumtemperatur auf minus 270 Grad von dem ganzen Magnetsystem
Thomas Klingner: und auch den ganzen Stützstrukturen.
Thomas Klingner: Die Magnete sind ja an Stahlstützstrukturen festgeschraubt.
Thomas Klingner: Das ist eine massive Stahlkonstruktion.
Thomas Klingner: Alles das muss runtergekühlt werden.
Thomas Klingner: Wenn das passiert ist, müssen wir noch das Vakuum im Plasmagefäß verbessern.
Thomas Klingner: Das reicht uns denn noch nicht, denn das stand jetzt ja diese Tage einfach so an der Luft.
Thomas Klingner: Also Luftfeuchtigkeit und Menschen haben drin gearbeitet.
Thomas Klingner: Also das heißt, es muss Schmutz raus, also auch Sauerstoff muss raus,
Thomas Klingner: Wasser, was in der Wand ist.
Thomas Klingner: Das heißt, wir heizen dieses Plasmagefäß aus auf 150 Grad.
Thomas Klingner: Das wird mithilfe von heißem Wasser auf Kühlrohren, die auf das Gefäß raufgeschweißt
Thomas Klingner: sind, wird das gesamte Gefäß auf 150 Grad ausgeheizt.
Thomas Klingner: Und damit treiben wir das Wasser aus der Wand raus und pumpen es mit unseren Turbopumpen ab.
Tim Pritlove: Wird sozusagen ausgebrannt.
Thomas Klingner: Ja, es wird einfach gebacken. Also dieses Plasma-Gefäß wird einmal moderat gebacken.
Thomas Klingner: Und wenn das abgeschlossen ist, dann ist das Vakuum gut.
Thomas Klingner: Und dann, beziehungsweise auch schon parallel dazu, werden zahllose Tests durchgeführt.
Thomas Klingner: Und die Magnete werden alle nochmal einzeln durchgetestet, ob sie sich in einem
Thomas Klingner: elektrotechnisch guten Zustand befinden.
Thomas Klingner: Denn man schaltet das nicht einfach ein wie eine Nachttischlampe.
Thomas Klingner: Dafür sind die einfach doch zu wertvoll und nicht zu empfindlich.
Thomas Klingner: Aber da darf nichts schief gehen.
Thomas Klingner: Also Reparaturen an den Magneten, das ist etwas, was man nicht gerne haben möchte.
Thomas Klingner: Auch wegen der Zugänglichkeit und wegen der Folgen. Das dauert immer alles ewig.
Thomas Klingner: Also das heißt, man muss sich sicher sein, dass alles in Ordnung ist.
Thomas Klingner: Also ganze große Testsequenzen müssen durchgeführt werden, auch für den gesamten Steuersystem.
Thomas Klingner: Am Ende summiert sich das ganz schön auf und dann kommen da eben halt diese fünf Monate daraus.
Tim Pritlove: Und...
Tim Pritlove: Und wenn dann dieser Zustand hergestellt ist, also Vakuum ist perfekt,
Tim Pritlove: man nimmt keine Lecks wahr, man hat die entsprechende Temperatur der Spulen, was passiert dann?
Tim Pritlove: Was ist das nächste, was man dann, dann kann man ja im Prinzip anfangen,
Tim Pritlove: ein Gas einzuführen, leiten,
Tim Pritlove: das dünne Gas, das Wasserstoff, zu ionisieren und dann schaltet man die Magnete
Tim Pritlove: an und wodurch wird das Gas dann heiß?
Thomas Klingner: Ja, erstmal ist die Sequenz andersrum, also man schaltet erstmal den Magnet an.
Tim Pritlove: Okay, und dann das Gas, okay.
Thomas Klingner: Weil die Magnete einfach auch so superleitende Magnete so angenehm sind.
Thomas Klingner: Wie gesagt, das ist wie so ein Permanentmagnet. Die werden einfach morgens hochgefahren.
Thomas Klingner: Da wird der Strom dort...
Thomas Klingner: Quasi eingeleitet in diese Magnete. Das ist so zwischen 10.000 und 15.000 Ampere.
Thomas Klingner: Das ist schon ordentlich Strom.
Thomas Klingner: Und dann steht das Magnetfeld. Und dann leitet man Gas ein über ein Ventil.
Thomas Klingner: Und gleichzeitig laufen wir die Pumpen. Die Turbopumpen und die Vorpumpen.
Thomas Klingner: Das erzeugt dann erstmal so ein Gleichgewicht.
Tim Pritlove: Also die Vakuumpumpen?
Thomas Klingner: Ja, die Vakuumpumpen. Die pumpen die ganze Zeit. Es ist nicht so,
Thomas Klingner: dass man die nach ausschaltet und man tut Gas rein, das wird auch manchmal so
Thomas Klingner: vermutet, sondern es ist einfach ein fester Zyklus.
Thomas Klingner: Das heißt, man hat eingeleitetes Gas und es wird permanent gepumpt und als Folge
Thomas Klingner: ergibt es dann einen Gasdruck aus diesem Gleichgewicht aus Einleitung und Abpumpen.
Thomas Klingner: Und dieses eingeleitete Gas, das wird dann in den Plasmazustand versetzt,
Thomas Klingner: also wird dann ionisiert und da gibt es mehrere Möglichkeiten.
Thomas Klingner: Diese Möglichkeiten, die heißen alle Plasmaheizung, das sind Plasmaheizmethoden.
Thomas Klingner: Heizung heißen die, weil einfach Energie von außen in dieses Gas eingebracht
Thomas Klingner: wird. Das Gas wird also in dem Sinne aufgeheizt, es wird Energie reingebracht.
Thomas Klingner: Eines unserer wichtigsten Verfahren basiert auf Mikrowellen es werden also Mikrowellen
Thomas Klingner: erzeugt im Prinzip wie die Küchenmikrowelle mit Mikrowellenröhren sehr große Mikrowellenröhren,
Thomas Klingner: Diese Mikrowellen, die heizen erstmal Elektronen,
Thomas Klingner: das heißt so ein klein bisschen ist dieses Gas immer ionisiert,
Thomas Klingner: das heißt ein paar Elektronen findet man immer, die sitzen in diesem Magnetfeld,
Thomas Klingner: durch ihre Wechselwirkung mit dem Magnetfeld machen die Elektronen eine Spiralbewegung
Thomas Klingner: um die Magnetfelderlinien herum.
Thomas Klingner: An diese Spiralbewegung koppeln diese Mikrowellen direkt an.
Thomas Klingner: Die haben selber ebenfalls eine Rotation eingeprägt und die koppeln direkt daran
Thomas Klingner: an, machen denn diese Elektronen sehr heiß, sodass die Elektronen wiederum Stöße
Thomas Klingner: machen mit neutralen Gasatomen und dann passiert so ein Lawineneffekt.
Thomas Klingner: Und dieser Lewin-Effekt führt dazu, dass innerhalb von winzigen Bruchteilen
Thomas Klingner: von Sekunden das ganze Plasma aufgebaut wird und dann ist das gesamte Gas ionisiert.
Thomas Klingner: Dann hat man also keine neutralen Wasserstoffatome mehr im Zentrum des Plasmas,
Thomas Klingner: sondern nur noch Protonen und Elektronen.
Tim Pritlove: Und ist das jetzt schon die Zieltemperatur, die man haben will,
Tim Pritlove: die ist dann sofort erreicht oder muss man da noch mit drauf haben?
Thomas Klingner: Unter guten Bedingungen, also wenn man die günstigen Bedingungen hat,
Thomas Klingner: ist sie dann innerhalb von Millisekunden erreicht.
Tim Pritlove: Okay, also es ist mehr ein Einschalten.
Thomas Klingner: Das ist tatsächlich ein Einschalten.
Tim Pritlove: Das ist nicht nochmal vier Wochen warten. Das geht ganz schnell. Okay, gut.
Tim Pritlove: Und dann glüht das Plasma und befindet sich jetzt quasi immer wieder bei einer Wurst.
Tim Pritlove: Jetzt haben wir sozusagen die Plasmawurst in unserem Gefäß von dem Magnetfeld eingeschlossen.
Tim Pritlove: Und da existiert das dann erstmal so vor sich hin.
Thomas Klingner: Ja, dann sitzt das da.
Tim Pritlove: Okay und das ist jetzt auch, sagen wir mal, erstmal das eigentliche Ziel derzeit
Tim Pritlove: im Forschungsfortschritt,
Tim Pritlove: das kontrolliert zu erreichen, aber das muss jetzt auch eine gewisse Qualität haben.
Tim Pritlove: Also es reicht jetzt nicht einfach nur irgendwie Plasma, sondern es gibt ja
Tim Pritlove: wahrscheinlich dann Qualitätskriterien,
Tim Pritlove: die dieses Plasma erfüllen muss, damit es dann für einen später eingeleiteten
Tim Pritlove: Fusionsprozess die idealen Bedingungen bereitstellt.
Tim Pritlove: Wie beobachtet man jetzt dieses System weil,
Tim Pritlove: also mit dem was wir bisher besprochen haben ist das ja alles eine Blackbox
Tim Pritlove: aber abgesehen davon dass man jetzt Mikrowellenstrahlung dort,
Tim Pritlove: einbringt man muss es ja auch in irgendeiner Form messen und mal wissen was
Tim Pritlove: passiert jetzt eigentlich auch genau das was wir wollen wie beobachtet man das.
Thomas Klingner: Ja, in der Tat brauchen wir jetzt ja die Kenngrößen. Und über einige Kenngrößen
Thomas Klingner: haben wir ja schon gesprochen.
Thomas Klingner: Die Teilchendichte, Anzahl der Teilchen pro Kubikmeter. Also das heißt,
Thomas Klingner: man muss eine Dichtemessung machen.
Thomas Klingner: Der zweite wichtige Parameter ist die Temperatur. Wie heiß ist das?
Thomas Klingner: Also welche Temperatur äquivalent hat die Bewegung der Ionen und die Bewegung der Elektronen?
Thomas Klingner: Beobachtung an beides, weil die auch miteinander verkoppelt sind.
Thomas Klingner: Ich hatte ja schon erwähnt, dass wir die Elektronen heizen. die elektronen
Thomas Klingner: ionisieren aber die elektronen geben auch wiederum energie
Thomas Klingner: an die ionen weiter das ist alles miteinander verschränkt also
Thomas Klingner: das steht im wärmekontakt miteinander das heißt wir heizen über die elektronen
Thomas Klingner: die ionen wir haben auch andere heizmethoden wo die ionen direkt heizen und
Thomas Klingner: dann kombinieren wir die auch zusammen so oder so man braucht also auf diese
Thomas Klingner: beiden kenngrößen braucht man und man braucht die auch mit räumlicher auflösung
Thomas Klingner: denn die sind nicht etwa konstant.
Thomas Klingner: Sondern die ändern sich etwa, wenn man vom Zentrum raus geht.
Thomas Klingner: Im Zentrum ist es am heißesten und eben halt auch am dichtesten.
Thomas Klingner: Und dann fällt das zum Rand sowohl die Temperatur als auch die Teilchenzahl
Thomas Klingner: ab. Wir nennen das denn Profile. Das sind Profildaten.
Thomas Klingner: Also wie so ein Reifenprofil.
Thomas Klingner: Kann man sich das vorstellen. Das ist eine Größe, die auch räumlich variiert.
Thomas Klingner: Vor allem eben halt in der Richtung senkrecht zum Magnetfeld.
Thomas Klingner: Also von innen nach außen. Das sind die Profildaten.
Thomas Klingner: Da gibt es auch gewisse Variationen, die entlang des Torus sind,
Thomas Klingner: die sind auch wichtig, aber das ist schon die höhere Kunst.
Thomas Klingner: So oder so braucht man also räumliche Auflösung erstmal von diesen grundsätzlichen Kennedaten.
Thomas Klingner: Ein weiterer Punkt, den man zur Beurteilung der Güte des Plasmas braucht,
Thomas Klingner: ist die Güte des Wärmeeinschlusses.
Thomas Klingner: Und dahinter steht folgende Logik. Man kann ein Plasma ja sehr heiß machen,
Thomas Klingner: indem man es einfach sehr stark heizt.
Thomas Klingner: Also mit endlos viel Energie heizt.
Thomas Klingner: Also es ist einfach das mit Geld heiß machen. Man kauft einfach so viel Heizleistung,
Thomas Klingner: wie die Kasse hergibt und dann kriegt man schon irgendwann ein heißes Plasma.
Thomas Klingner: Das sagt aber nichts aus über die Güte der Wärmeisolation, auf der ich mal so
Thomas Klingner: rumreite, also wie gut das Magnetfeld ist, wie gut der Einschluss ist.
Thomas Klingner: Sondern die Kunst ist ja mit möglichst wenig Heizleistung eine hohe Plasmatemperatur zu erzeugen.
Thomas Klingner: Und das ist die dritte große Kerngröße, das ist die sogenannte Energieeinschlusszeit.
Thomas Klingner: Und das hört sich so ein bisschen seltsam an, warum man das in Zeit misst,
Thomas Klingner: aber das ist eigentlich sehr anschaulich.
Thomas Klingner: Man kann Wärmeisolation sehr
Thomas Klingner: gut als Zeit charakterisieren. Und das kennt man sogar aus dem Alltag.
Thomas Klingner: Wenn man in seinem Haus ist und die Heizung abschaltet.
Tim Pritlove: Wie lange bleibt es warm?
Thomas Klingner: Wie lange bleibt es warm? Und das ist bestimmt durch die Güte der Wärmeisolation.
Thomas Klingner: Wenn Sie nur Einfachverglasung haben und dünne Wände, dann kühlt das viel schneller ab.
Thomas Klingner: Das heißt also, eine lange Abkühlzeit ist ein Zeichen für eine gute Wärmeisolation.
Thomas Klingner: Das gleiche gilt für die Plasmaphysik.
Thomas Klingner: Diese Einschlusszeit soll so groß wie möglich sein.
Thomas Klingner: Und da gibt es so gut wie möglich, also am besten unendlich lang,
Thomas Klingner: dass wir die perfekte Wärmeisolation ist, die Wärme bleibt immer drin.
Thomas Klingner: Das wäre so ein Extremfall. Aber da gibt es eben halt so Kennzahlen,
Thomas Klingner: Erfahrungswerte, die man eben halt aus allen Maschinen der ganzen Welt zusammengesammelt
Thomas Klingner: hat über die Jahrzehnte, sodass man so eine Orientierung hat,
Thomas Klingner: was so der typische Korridor da ist, den man so erreichen kann und an dem reiben
Thomas Klingner: sich alle. Aber im Prinzip gilt das Ziel so gut wie möglich.
Thomas Klingner: Aber das, was so eben mit den technologisch realisierbaren Magneten heutzutage
Thomas Klingner: und der Optimierung der Magnetfeldgeometrie möglich ist, das ist dann so die
Thomas Klingner: Zielzahl, die man dort erreichen muss.
Thomas Klingner: Da muss man so gut wie möglich, aber eben mehr ist dann auch nicht drin,
Thomas Klingner: erreichen. also die Güte der Wärmeisolation, dann gibt es eben halt einen Korridor
Thomas Klingner: für die Teilchendichte und es gibt einen Korridor für die Temperatur.
Thomas Klingner: Und diese drei Größen muss man so zusammenbringen und das ist auch in ein konkretes
Thomas Klingner: Kriterium hineingegossen, das sogenannte Lawson-Kriterium, wo man eine Grenze
Thomas Klingner: überschreiten muss und dann wird Fusion effizient.
Thomas Klingner: Dann wird die so effizient, dass man mehr Fusionsenergie, das ist dann so die
Thomas Klingner: heilige Kurve, wo mehr Fusionsenergie rauskommt, als man reinsteckt,
Thomas Klingner: da gibt es noch eine zweite heilige Kurve, da ist.
Thomas Klingner: Die Energie, die im Plasma durch Fusion entsteht, hoch genug,
Thomas Klingner: um das Plasma selber zu heizen.
Thomas Klingner: Dann braucht man keine externe Heizung mehr und dann brennt es einfach vor sich
Thomas Klingner: hin. Das ist dann das brennende Plasma.
Thomas Klingner: Und diese beiden Punkte, die haben auch einen schönen Fachbegriff.
Thomas Klingner: Das eine ist der Break-Even-Punkt, also der Durchbruchpunkt.
Thomas Klingner: Genauso viel Energie wie rein wie raus.
Thomas Klingner: Und das andere ist eben das Burning-Plasma, das brennende Plasma.
Thomas Klingner: Und das kann man sich dann vorstellen wie so eine Gasflamme.
Thomas Klingner: Wie eine chemische Flamme. brennt einfach. Muss man nichts mehr machen von außen.
Thomas Klingner: Braucht kein Streichholz mehr. Brennt. Kerze brennt.
Tim Pritlove: Und im Idealfall bedeutet das dann später, dass man eine fortlaufende,
Tim Pritlove: Fusionstätigkeit angestoßen hat und dann kommt man einfach Wärme raus.
Thomas Klingner: Da hat man einen Gasofen.
Tim Pritlove: Genau. Weil durch diese Fusionsprozesse letzten Endes Elektronen freigesetzt werden, die,
Tim Pritlove: quasi in der Außenwand aufgefangen werden und dann als Wärme abgenommen werden kann.
Thomas Klingner: Nee, Elektronen werden da gar nicht aufgefangen.
Tim Pritlove: Neutronen meinte ich.
Thomas Klingner: Neutronen, ja. Ja,
Thomas Klingner: aber die Neutronen, die entkommen ja gleich dem Volumen und gehen in die Wand
Thomas Klingner: und erzeugen ja diese Wärmeauskopplung.
Thomas Klingner: Das heißt, damit zapft man quasi dann dieses Plasma an, den Fusionsprozess an
Thomas Klingner: nach außen und erzeugt damit einfach Wärme.
Thomas Klingner: Das Aufrechterhalten der Plasmatemperatur passiert durch das andere Fusionsprodukt,
Thomas Klingner: nämlich durch die Heliumkerne.
Thomas Klingner: Die verbleiben ja da drin. Diese werden ja auch wieder vom Magnetfeld festgehalten
Thomas Klingner: und haben aber auch Energie, haben einen Anteil Energie und diese Energie geben
Thomas Klingner: sie an das Plasma wieder weiter.
Tim Pritlove: Dadurch bleibt es heiß.
Thomas Klingner: Es heizt sich selber.
Tim Pritlove: Aber es heizt eben auch drumherum, sodass man eben dann auch den eigentlichen Effekt hat.
Thomas Klingner: Das ist erstmal die Selbstheizung und das Drumherum geschieht durch die Neutronen,
Thomas Klingner: durch die Auskopplung von den Neutronen. Das sind so zwei Zweige, die sich auftrennen.
Thomas Klingner: Die Heliumkerne sind für die Heizung des Plasmas zuständig und die Neutronen
Thomas Klingner: sind für die Heizung der Wand zuständig, was denn die für uns nutzbare Wärme ist.
Tim Pritlove: Genau. Aber jetzt weiß ich immer noch nicht so richtig, wie schaut man rein?
Tim Pritlove: Also wir haben diese ganzen Kennzahlen, die wir erreichen wollen.
Tim Pritlove: Das ist ja, sagen wir mal, jetzt auch gerade der Fokus, wenn ich das richtig
Tim Pritlove: verstanden habe, dass man also das jetzt optimieren will, also dem aktuellen
Tim Pritlove: Stand der Forschung hier.
Tim Pritlove: Wie beobachtet man diese Kennzahlen? Wie misst man die?
Thomas Klingner: Da gibt es einen ganzen Strauß an Methoden.
Tim Pritlove: Die ausprobiert werden oder die erforderlich sind?
Tim Pritlove: Also benutzt man jetzt nur so viele Methoden wie möglich, um zu gucken,
Tim Pritlove: was es am Ende braucht oder ist es jetzt schon klar, dass man sehr viele verschiedene braucht?
Thomas Klingner: Sowohl als auch. Einerseits ist die Methodik der Plasmabeobachtung durchaus
Thomas Klingner: ein Forschungsgebiet, was sich ständig in Entwicklung befindet,
Thomas Klingner: wo man die Genauigkeit, aber auch die Auflösung sowohl im Raum wie auch in Zeit
Thomas Klingner: immer wieder erhöht, die Aussagekraft erhöht.
Thomas Klingner: Und weil es auch durchaus schwierige Techniken sind und schwierige Methoden
Thomas Klingner: sind, physikalische Methoden sind, braucht man wiederum Redundanz.
Thomas Klingner: Also das heißt, man beobachtet die eine Größe nicht nur mit einer Methode,
Thomas Klingner: sondern auch gerne mal mit zwei oder mit drei verschiedenen Methoden,
Thomas Klingner: um sicherzustellen, dass die übereinander liegen, dass die die gleiche Aussage machen.
Thomas Klingner: Also nur dann kann man im strengen experimentalfysikalischen Sinne seinen Daten
Thomas Klingner: auch wirklich trauen, wenn man mit völlig unterschiedlichen Methoden,
Thomas Klingner: mit völlig unterschiedlichen Blickwinkeln zum gleichen Ergebnis kommt.
Thomas Klingner: So streng ist ja Wissenschaft. Ähm,
Thomas Klingner: multipliziert schon die Anzahl der Instrumente. Also dass man da einen mehrfachen
Thomas Klingner: Blick auf die gleiche Größe nimmt.
Thomas Klingner: Dann werden diese Methoden alle weiterentwickelt. Und da gibt es eben passive
Thomas Klingner: Methoden, die einfach das Licht angucken, aus dem Licht selber Schlüsse ziehen.
Thomas Klingner: Dann gibt es aktive Methoden, die mit starken Lasern arbeiten.
Thomas Klingner: Dann etwa Streuung oder Interferometrie machen. Das heißt also Veränderung der
Thomas Klingner: Wellenlänge des Laserlichtes.
Thomas Klingner: Also wie gesagt, ein ganz breites Methodenspektrum, was man denn dort abdeckt.
Thomas Klingner: Einige Methoden funktionieren nur am Rand, andere Methoden funktionieren nur
Thomas Klingner: im Zentrum, andere Methoden funktionieren im Übergangsbereich.
Thomas Klingner: Es gibt auch nicht one size fits all, nicht sozusagen die magische Plasma-Beobachtungsmethode,
Thomas Klingner: die einem einfach alles liefert, was man wissen möchte, die gibt es nicht.
Thomas Klingner: Sondern man muss da wirklich einen Indizienprozess führen, also ganz viele Puzzlesteine
Thomas Klingner: zusammenfügen, die auch manchmal nicht so richtig zusammenpassen wollen,
Thomas Klingner: weil es alles mit so ein bisschen schwammig, auch mit Unsicherheiten so versehen ist.
Thomas Klingner: Und dann braucht man den Puzzlestein eben auch gleich mehrfach,
Thomas Klingner: damit man da so sagen kann, okay, ist das jetzt wirklich der Richtige?
Thomas Klingner: Und aus daraus ergibt sich so ein Gesamtbild.
Thomas Klingner: Und dieses Gesamtbild, also dieses ganze Spektrum, was sich da aus dem Gesamtbild
Thomas Klingner: ergibt, also das Methodenspektrum, das bezeichnen wir als Plasma-Diagnostik.
Thomas Klingner: Das ist so ein bisschen so ein Eigenbegriff, der sich hier bei uns so etabliert hat.
Thomas Klingner: Und er dann immer so ein bisschen wie an so einem patienten
Thomas Klingner: der diagnostiziert wird mit ganz vielen
Thomas Klingner: instrumenten von allen seiten wo versucht wird
Thomas Klingner: herauszufinden wie es diesen patienten dann so geht also das heißt die vielfachheit
Thomas Klingner: der methode und die jeweilige spezialisierung der methode auf bestimmte bereiche
Thomas Klingner: oder bestimmte fragestellungen ist ganz ganz essentiell um ein gesamtbild dafür
Thomas Klingner: zu geben und die sache wird dann besonders.
Thomas Klingner: Ja, besonders delikat, wenn man dann noch den Zeitaspekt reinbringt.
Thomas Klingner: Denn das musste man auch erstmal lernen, dass dieses Gas gar nicht mal so friedlich
Thomas Klingner: ist, also einfach nicht so als Gas dort fröhlich sitzt und nichts macht,
Thomas Klingner: sondern dass es ein hochdynamischer Prozess ist.
Thomas Klingner: Dadurch, dass es ein geladenes Gas ist, was einem Magnetfeld ausgesetzt ist,
Thomas Klingner: ist dieses geladene Gas auch in der Lage, elektrische Felder zu bilden.
Thomas Klingner: Also kleine Abweichungen zwischen der Dichte der Elektronen und der Ionen erzeugt
Thomas Klingner: sofort starke elektrische Felder.
Thomas Klingner: Und die in Kombination mit den magnetischen Feldern, und diese elektrischen
Thomas Klingner: Felder können sich nur für kurze Zeit bilden, erzeugt etwas,
Thomas Klingner: was wir als Dynamiken bezeichnen.
Thomas Klingner: Das heißt, es wird ein dynamisches System, es beginnt sich räumlich und zeitlich zu entwickeln.
Thomas Klingner: Und zwar auf Skalen, die können von Millimeter reichen bis Meter reichen,
Thomas Klingner: also alles mögliche passiert da.
Thomas Klingner: Und die Königsdisziplin da drin ist dann die Plasmaturbulenz,
Thomas Klingner: auch das musste man mühsam lernen, dass dieses Plasma sogar sich wie ein turbulentes
Thomas Klingner: Medium entwickelt, wie wir es etwa vom Wetter her kennen.
Thomas Klingner: Also wenn wir draußen einen schönen Nordoststurm haben und hier Bäume und,
Thomas Klingner: Menschen durchgeschüttelt werden, dann merkt man diese Turbulenz dieses Gases
Thomas Klingner: und ein Plasma ist am Ende genauso ein turbulentes Gas.
Thomas Klingner: Das kann Wirbel bilden, das kann starke Strömungen bilden, die mal von links,
Thomas Klingner: mal von rechts kommen, die manchmal aufweilen, dann wieder verschwinden,
Thomas Klingner: die also eine starke zeitliche Entwicklung haben, die aber auch eine räumliche
Thomas Klingner: Komponente hat, eine stark ausgeprägte räumliche Komponente.
Thomas Klingner: Und auch das muss man alles durch seine Instrumente abdecken.
Thomas Klingner: Nämlich erst mit diesem dynamischen Bild, also das Plasma als dynamisches Phänomen,
Thomas Klingner: hat man tatsächlich die ganze Geschichte.
Thomas Klingner: Und da kommt dann auch wieder die Kunst rein, die zu verfolgen ist,
Thomas Klingner: nämlich dieses Plasma tatsächlich und die Dynamiken dieses Plasmas unter Kontrolle
Thomas Klingner: zu haben, so dass man einen kontrollierten Zustand herstellt,
Thomas Klingner: also einen möglichst ruhigen Zustand herstellt.
Tim Pritlove: Sprech, das System muss adaptiv funktionieren, all diese Messungen in Echtzeit
Tim Pritlove: das Plasma beobachten und daraus wiederum Schlüsse zu ziehen,
Tim Pritlove: wie man hier nachregelt.
Tim Pritlove: Was lässt sich derzeit nachregeln? Was kann man beeinflussen,
Tim Pritlove: wenn man jetzt sieht, hier haben wir Turbulenzen,
Tim Pritlove: hier kippen mir die Magnetfelder ein bisschen zu sehr ab, ist die Temperatur
Tim Pritlove: nicht stabil, was auch immer gemessen wird.
Tim Pritlove: Was kann man in dem Moment denn
Tim Pritlove: tun, um dieses Plasma wieder sozusagen in Reihe und Glied zu bekommen?
Thomas Klingner: Da gibt es an sich drei Schritte oder drei Ebenen. Das eine ist einfach Vermeidung.
Thomas Klingner: Also das hat ja allerlei Möglichkeiten, ein solches Plasma zu erzeugen unter
Thomas Klingner: verschiedenen Betriebsparametern.
Thomas Klingner: Dann hat man etwa den Gasdruck, mit dem man das Gas reinfüllt,
Thomas Klingner: die Heizleistung, wo man die Heizleistung genau hinbringt und und und.
Thomas Klingner: Also das heißt, im Prinzip macht man ja am Anfang so eine Art Setup,
Thomas Klingner: mit dem man ein Plasma erzeugt und da gibt es eben halt solche Setups,
Thomas Klingner: solche Betriebsszenarien, so nennen wir die,
Thomas Klingner: wo man dann feststellt, das hat man halt über sehr unruhige Bedingungen,
Thomas Klingner: hat man sozusagen schlechtes Wetter.
Thomas Klingner: Und dann kann man sich auch überlegen, nee, da gehe ich lieber nicht mehr hin.
Tim Pritlove: Also erstmal alles richtig machen.
Thomas Klingner: Also vermeiden. Das heißt, man tastet so den gesamten Operationsraum mal ab,
Thomas Klingner: wo sind eigentlich die guten Ecken.
Thomas Klingner: Und die sind auch nicht so Gott gegeben, die liegen nicht so auf dem Tisch,
Thomas Klingner: dass man die schon vorher weiß. So ist das nicht.
Thomas Klingner: Aus guter Theorie hat man Vorhersagen. Die sagen, ja, da wird es wackelig, da ist es stabiler.
Thomas Klingner: Das stimmt sehr oft, trotzdem muss man das alles abtasten danach.
Thomas Klingner: Und das heißt, das ist im Prinzip dann so die Vermeidung von Ärger.
Thomas Klingner: Das ist die allerniedrigste Ebene.
Thomas Klingner: Aber auch schon sehr wichtig, dass man ein Operationsregime rausfindet,
Thomas Klingner: wo man sagt, okay, also bei dem Magnetfeld, bei der Heizleistung,
Thomas Klingner: wenn ich das so mache und so mache, dann wird es gut.
Thomas Klingner: Und das ist auch Fleißarbeit, da den Operationsraum zu durchmustern.
Thomas Klingner: Man muss eben sehr gut beobachten. und das mit Theorie und Simulation immer
Thomas Klingner: wieder auch abchecken, ob man das dann auch so verstanden hat,
Thomas Klingner: warum das so ist, weil ansonsten kann das durchaus auch eine Fehlinformation sein.
Thomas Klingner: So, wenn man sich jetzt in etwa instabile Regime begeben muss,
Thomas Klingner: weil die andere günstige Bedingungen oder günstige Eigenschaften haben,
Thomas Klingner: sagt, naja, nehmen wir mal so als Beispiel, da habe ich besonders hohe Temperaturen.
Thomas Klingner: Aber das ist nicht so furchtbar stabil. Dann fängt man an, mit Regelungsmethoden da etwas zu machen.
Thomas Klingner: Und da gibt es eben das Feed-Forward und das Feedback.
Thomas Klingner: Feed-Forward ist, dass man irgendeinen Aktuator hat, also irgendeinen Einfluss
Thomas Klingner: nehmen kann, der dann diese Instabilität stabil macht, der das so ausregelt.
Thomas Klingner: Dass man sozusagen wirklich aktiv einfach steuert.
Thomas Klingner: Wenn ich dabei so selber so sage.
Tim Pritlove: Vorausschauen, sodass man gar nicht erst in die kritischen Bereiche.
Thomas Klingner: Ja, oder dass man es ausgedämpft kriegt, dass man es dann so unter Kontrolle
Thomas Klingner: kriegt, dass man dagegen steuert. Das ist so feedforward.
Thomas Klingner: Man regelt dagegen, aber so nicht aktiv nach vorne, weil man weiß, was man tut.
Tim Pritlove: Womit kann man dann regeln? Also
Tim Pritlove: was könnte das für ein, das ist jetzt der Gaszufluss oder Wärmezufluss?
Thomas Klingner: Das ist zum Beispiel eine Regelgröße. Man kann auch gezielt geringe Mengen von,
Thomas Klingner: Nichtwasserstoffgasen einleiten.
Thomas Klingner: Das ist ganz schick. Damit kann man so Strahlung erzeugen, also elektromagnetische
Thomas Klingner: Strahlung, Licht kann man damit so ganz gezielt in bestimmten Bereichen erzeugen,
Thomas Klingner: die dann das Plasma sozusagen beruhigen oder die Prozesse am Rand dann eben halt beruhigen.
Thomas Klingner: Nicht nur damit es gut aussieht, sondern damit man etwa unerwünschte Wandbelastungen reduzieren kann.
Thomas Klingner: Das ist etwa so eine ganz wichtige Regelgröße, die haben wir jetzt gerade ganz
Thomas Klingner: gut in den Griff bekommen, solchen Strahlungsgürtel so mit einem Fremdgas zu
Thomas Klingner: erzeugen, sodass uns die Wand nicht so heiß wird.
Thomas Klingner: Das ist auch so ein Ding, so eine Art Instabilität, da hat man plötzlich einfach Überhitzung der Wand.
Thomas Klingner: Mist, dann kann man das so natürlich nicht betreiben, aber wenn man diesen Strahlungsgürtel
Thomas Klingner: erzeugt, dann kann man das so betreiben.
Thomas Klingner: Dann bildet die Heizung selber natürlich eine Regelgröße, das heißt also an
Thomas Klingner: der kann man regeln, also wie stark und wo.
Thomas Klingner: Den Gaseinlass oder wenn es eben halt kein Gas ist, haben wir auch andere Instrumente,
Thomas Klingner: um neutrale Wasserstoffatome dort hineinzubringen.
Thomas Klingner: Das geht über so kleine gefrorene Wasserstoffpillen. Die kann man dort einschießen
Thomas Klingner: und da diskutieren wir gerade, wie wir das geregelt machen, wie wir das aktiv geregelt machen.
Thomas Klingner: Wenn man es dann richtig gut im Griff hat, etwa bei diesem Strahlungsgürtel,
Thomas Klingner: dann kann man das eben halt in Feedback packen.
Thomas Klingner: Das heißt also im Prinzip beobachtet man dann das Plasma, wackelt das oder ist
Thomas Klingner: das jetzt nicht da, wo ich es haben möchte und dann habe ich einen Aktuator, also einen Einfluss,
Thomas Klingner: ein Fremdgas, was ich dort an einer ganz bestimmten Stelle sehr kontrolliert
Thomas Klingner: einleite, einer ganz bestimmten Menge und das führt dann wiederum,
Thomas Klingner: dass diese Information, die ich dann darüber habe, dass die mir sagt,
Thomas Klingner: jetzt ist gut und das packt man dann in solche automatischen Schleifen rein.
Tim Pritlove: Kann man in das Magnetfeld auch beeinflussen?
Thomas Klingner: Ja, ist aber ein bisschen träge. Also für schnelle Regelungen ist das gar nicht
Thomas Klingner: gut, weil so ein Magneten kann man nicht auf kurzen Zeitskalen hoch und runter fahren.
Tim Pritlove: Aber es gibt auch glaube ich zusätzlich zu den Hauptmagneten gibt es noch so
Tim Pritlove: zusätzliche Magneten, die nochmal so dann...
Thomas Klingner: Ja, wir haben 20 Magneten, die alleine für solche Veränderungen des Magnetfeldes
Thomas Klingner: da sind und auch das, da haben sie ja schon recht, auch das kann man in solche
Thomas Klingner: Regelkreise reinpacken, allemal feed forward.
Thomas Klingner: Also das ist auch wieder so, das sind Magnetfeldkonfigurationen,
Thomas Klingner: das heißt also Also dann sagen wir, naja, das ist nicht gut,
Thomas Klingner: jetzt schieben wir das noch ein bisschen und dann ist es wieder gut.
Thomas Klingner: Aber auch das ist im Prinzip denkbar ein Feedback, aber das ist eine langsame Regelung.
Thomas Klingner: Alles was mit Magneten selber zu tun hat, hat auch so seine zeitliche Einschränkungen.
Thomas Klingner: Das ist einfach von der Physik der Magneten gegeben, also von der Induktion der Spulen.
Tim Pritlove: Also das ganze System ist im Prinzip so ein großphysikalischer Eierlauf, kann man sagen.
Thomas Klingner: Es ist schon ein Jonglieren, ja.
Tim Pritlove: Man muss schon alles austarieren. Man hat erstmal diese Maschine gebaut,
Tim Pritlove: man ist in der Lage, dieses Plasma zu erzeugen.
Tim Pritlove: Nur das zu erzeugen allein reicht nicht. Man muss diverse Kriterien jetzt sicherstellen,
Tim Pritlove: um Turbulenzen, Temperaturverhalten etc., also um sozusagen die idealen Voraussetzungen zu schaffen,
Tim Pritlove: um dann künftig auch eine Fusion kontrolliert und in dem Parameterrahmen,
Tim Pritlove: den man haben will, in dem Effizienzrahmen vor allem, den man haben will,
Tim Pritlove: ablaufen lassen. lassen zu können.
Tim Pritlove: Und das ist sozusagen der Stand der Forschung, den man jetzt erreicht hat.
Tim Pritlove: Wie sieht denn jetzt die nächste Entwicklungsstufe aus? Wo befinden wir uns sozusagen?
Tim Pritlove: Was wird jetzt als nächstes umgesetzt werden?
Tim Pritlove: Wie nah sind wir sozusagen auch an
Tim Pritlove: diesem Punkt, wo es dann mit wirklichen Fusionsexperimenten begonnen wird?
Thomas Klingner: Na zunächst erstmal vorab gesagt, richtige Fusionsexperimente werden wir hier nie machen.
Tim Pritlove: Nie machen?
Thomas Klingner: Nein, wir werden hier nie Deuterium und Tritium in die Maschine einleiten.
Thomas Klingner: Der Grund ist ganz banal, die ist zu
Thomas Klingner: klein. Wir sprachen über das Volumen-zu-Oberfläche-Verhältnis. Sprich...
Tim Pritlove: Ist aber jetzt kein kleiner Apparat. Ich war da, also...
Thomas Klingner: Für ein Fusionskraftwerk ist das schon noch eine Mini-Version.
Thomas Klingner: Aber wir reden bei Fusionskraftwerken von Gigawatt-Kraftwerken.
Thomas Klingner: Das sind wirkliche Großanlagen.
Tim Pritlove: Ja, wie viel größer als das, was jetzt hier aufgebaut ist, müsste ein entsprechendes System sein?
Thomas Klingner: Wenn man konservativ rechnet, also wenn wir im Prinzip diese Maschine einfach
Thomas Klingner: physikalisch-technisch fortsetzen, wir reden da von Skalierung,
Thomas Klingner: dann landen wir ohne weiteres im 1000 Kubikmeter Plasma-Volumenbereich.
Thomas Klingner: Wir haben jetzt 30 Kubikmeter, also von 30 auf 1000.
Tim Pritlove: Was würde sich dann sozusagen auf diesen Durchmesser des Turos so?
Thomas Klingner: Sowas wie 45 Meter. Okay. Also es ist eine große Anlage, es ist aber auch keine bizarr große Anlage.
Thomas Klingner: Also wenn sie mal in so einem Gigawatt Braunkohlekraftwerk gewesen sind,
Thomas Klingner: das sind auch große Kessel mit diesen zig Meter hoch und wirklich sehr, sehr beeindruckend.
Thomas Klingner: Also ein Gigawatt braucht auch einfach große technische Anlagen.
Thomas Klingner: Das ist ja erstmal nichts Besonderes, das ist nicht außerhalb der Skala draußen,
Thomas Klingner: sondern es ist einfach ein ganz normales Großkraftwerk. Für ein Großkraftwerk
Thomas Klingner: ist das Ding viel zu klein.
Thomas Klingner: Diese 30 Kubikmeter, die sind im Hinblick auf das Verhältnis zwischen dem Volumen
Thomas Klingner: zu der Oberfläche so ungünstig,
Thomas Klingner: dass wir gar nicht diese Temperaturen, diese 100 Millionen Grad damit erreichen können.
Thomas Klingner: Als Folge ist es natürlich auch nutzlos, dort Tritium reinzutun.
Thomas Klingner: Das würde so wenig fusionieren, man würde nichts daraus lernen und wir müssten
Thomas Klingner: die ganze Anlage als nukleare Anlage trotzdem betreiben, weil wir mit Tritium
Thomas Klingner: umgehen, das ist dann auch ein radioaktives Element und das wäre dann plötzlich alles nuklear.
Thomas Klingner: Und das ist kein Mehrwert, wenn man nichts daraus lernt und eben halt nur die Umstände hat.
Thomas Klingner: Das wäre rein symbolisch und das ist wissenschaftlich und auch technologisch nutzlos.
Thomas Klingner: In dem Sinne, das ist kein Fusionsexperiment, sondern das ist zunächst erstmal eine Anlage,
Thomas Klingner: um herauszufinden, ist dieses Magnetfeld jetzt in der Lage, die Wärmeisolation,
Thomas Klingner: auf der ich immer wieder rumreite, diese Wärmeisolation herzustellen unter stabilen,
Thomas Klingner: kontrollierten, geregelten Bedingungen, die es braucht.
Thomas Klingner: Um in einer größeren Anlage dann Fusion zu machen.
Thomas Klingner: Aber das ist genau die Strategie. Man könnte natürlich jetzt einen Schuss ins
Thomas Klingner: Blaue machen, gleich eine große Anlage bauen.
Thomas Klingner: Aber da wir noch nicht gut genug wissen, ob diese große Anlage,
Thomas Klingner: mit der man gleich Fusion machen könnte,
Thomas Klingner: ob die das auch wirklich liefert, baut man aus rein ökonomischen Gründen das
Thomas Klingner: natürlich erst mal als kleine Anlage, die noch keine Fusion macht,
Thomas Klingner: wo man sagen kann, so jetzt haben wir alles beisammen,
Thomas Klingner: dass wir diesen großen Wurf machen können.
Thomas Klingner: Das ist letztlich eine Risikoreduktion, also Investitionsrisikoreduktion.
Thomas Klingner: Denn es wäre nicht auszuschließen, dass man eine Großanlage baut und die läuft nicht gut.
Thomas Klingner: Die liefert einfach nicht genug. Das ist ein Mistkraftwerk.
Thomas Klingner: Und man will ja die Basis dafür herstellen, dass man weiß, was man tut,
Thomas Klingner: dass man dann gleich bei dieser ersten Generation, bei der ersten ihrer Art,
Thomas Klingner: dass man dort gleich ein funktionstüchtiges Kraftwerk auf die Beine stellt.
Tim Pritlove: Ja.
Tim Pritlove: Trotzdem ist ja der Stellarator, also auch wenn jetzt nur Japan und Deutschland
Tim Pritlove: dieses Modell bisher verfolgen,
Tim Pritlove: schon auch ein realer Kandidat für eine mögliche Umsetzung als echtes Fusionskraftwerk.
Tim Pritlove: Was sind sozusagen die Vorteile und warum man jetzt bei diesem System auch geblieben
Tim Pritlove: ist oder dieses Konzept weiterverfolgt hat,
Tim Pritlove: wenn man sich jetzt sozusagen eine Umsetzung vorstellt, was macht diesen Ansatz geeignet dafür,
Tim Pritlove: wirklich letzten Endes die Basis für eine Fusionsenergiegewinnung zu sein?
Thomas Klingner: Zunächst muss ich korrigieren, es ist nicht nur Japan und Deutschland.
Thomas Klingner: Das waren so in der historischen Entwicklung so diejenigen großen Labors,
Thomas Klingner: die da richtig am Ball geblieben sind.
Thomas Klingner: Es gibt etliche etwas kleinere, die teilweise auch durchgehend mitgespielt haben,
Thomas Klingner: die wieder eingestiegen sind.
Thomas Klingner: Also wir haben schon Stellaratoren in allen Nationen.
Thomas Klingner: Also China baut gerade einen Stellarator. In den USA gibt es mehr Stellaratoren.
Thomas Klingner: Es gibt ein wichtiges Experiment in Spanien.
Thomas Klingner: Also so klein ist die Szene dann doch wieder nicht.
Thomas Klingner: Also wir haben da schon eine ganz gute Stellarator-Familie insgesamt.
Thomas Klingner: Die könnte natürlich immer größer sein, weil dadurch mehr Kraft entsteht da
Thomas Klingner: drin. Also einfach auch mehr Innovationskraft.
Tim Pritlove: Aber auch die anderen sind alle mehr oder weniger auf demselben Stand.
Thomas Klingner: Naja, das sind unterschiedlich große Maschinen. Größte spielt immer eine Rolle.
Thomas Klingner: Die sind auch von unterschiedlichen Entwicklungsstadiumen, also unterschiedliche Generationen da drin.
Thomas Klingner: Also der Wendelstein ist schon die größte und vor allem die am weitesten fortgeschrittene
Thomas Klingner: Anlage also die mit großem Abstand modernste und leistungsfähigste Anlage da
Thomas Klingner: ist jetzt so im Prinzip das ganze Wissen,
Thomas Klingner: der Welt, der Stellarator-Welt und der letzten Dekaden da reingeflossen und
Thomas Klingner: da ist alles mal zusammengebündelt.
Thomas Klingner: Warum ist der Stellarator jetzt eigentlich ein guter Kandidat?
Thomas Klingner: Naja, wenn man jetzt einmal wieder zurück geht zur Physik.
Thomas Klingner: Dieser berühmte Strom im Plasma, der beim Tokamak ja erforderlich ist und der
Thomas Klingner: auch ein Vorteil ist, weil der Strom das Plasma auch heizt.
Thomas Klingner: Das war ursprünglich mal ein ganz großer Pluspunkt beim Tokamak,
Thomas Klingner: als das die dominante Heizung war.
Thomas Klingner: Aber dieser Strom, den kriegt man ja dann nicht raus, der muss da gemacht werden.
Thomas Klingner: Und der hat schon auch seine Nachteile. Er macht das Plasma instabil,
Thomas Klingner: also diesen elektrischen Strom mag das Plasma gar nicht so gerne.
Thomas Klingner: Wir sprachen über diese dynamischen Phänomene da drin, dass das Plasma seine
Thomas Klingner: eigene Dynamik entwickelt.
Thomas Klingner: Und die kann dazu führen, dass das Plasma auch einfach sich mal verabschiedet
Thomas Klingner: innerhalb von sehr kurzer Zeit.
Thomas Klingner: Und dann wird dieser Strom, und wir reden bei dem Strom in einem Tokamak von
Thomas Klingner: Megaampere, von Millionenampere, wird dann sehr plötzlich unterbrochen.
Thomas Klingner: Und das ist ein sehr unangenehmes Event.
Thomas Klingner: Das heißt also, dann wird die ganze Maschine ordentlich durchgeschüttelt und
Thomas Klingner: muss inspiziert werden. und das ist kein gutes Betriebsszenario,
Thomas Klingner: das ist ein Kopfschmerz. Das gibt es beim Stellarator nicht.
Thomas Klingner: Der Stellarator hat ja keinen Strom, der braucht keinen Strom,
Thomas Klingner: weil man die ganze Magnetfeldformung in die Magnete reingesteckt hat.
Thomas Klingner: Das ist ein Riesenvorteil, die Stromlosigkeit des Fusionsplasmas.
Thomas Klingner: Hört sich so ein bisschen nischig an.
Thomas Klingner: Nicht so, man sagt halt Stromlosigkeit des Fusionsplasmas, aber das ist schon
Thomas Klingner: ein dickes Ding. Also ein stromloses Plasma ist per se, per Definition viel stabiler.
Thomas Klingner: Wo kein Strom drin ist, kann auch kein Strom abbrechen.
Thomas Klingner: Wir brauchen keinen Strom da drin. Das heißt, in anderen Worten,
Thomas Klingner: das Magnetfeld, was wir mit diesen externen Magneten generieren,
Thomas Klingner: ist für sich dieses immaterielle Gefäß, in das man das Plasma reinfüllt und
Thomas Klingner: es bleibt da drin sitzen, bis man es wieder rausnimmt.
Thomas Klingner: Und das ist der zweite wichtige Aspekt.
Thomas Klingner: Das Stellarator-Plasma, das Stellarator-Fusions-Plasma, das füllt man in dieses
Thomas Klingner: Magnetfeld rein und im idealen Fall hockt das da drin.
Thomas Klingner: Und das bedeutet, dieses Kraftwerk läuft auch einfach stundenlang,
Thomas Klingner: den ganzen Tag, wochenlang.
Thomas Klingner: Das ist eine ganz stabile Angelegenheit. Das ist in diesem Gefäß drin.
Thomas Klingner: Man hat immer den Gaseinlass, man hat die Pumpen und das Plasma arbeitet dort wie so ein Gasöfchen.
Thomas Klingner: Das ist ein zweiter Aspekt, der einem beim Tokamak Sorgen macht.
Thomas Klingner: Diesen Strom, der ist ja nicht von selber im Plasma, den muss man dort hineinbringen.
Thomas Klingner: Und wenn man etwa den Tokamak ITER in Südfrankreich nimmt, dafür braucht man
Thomas Klingner: einen gewaltigen Magneten noch in der Mitte, also eine so große Spule noch in
Thomas Klingner: der Mitte, diesen Strom in das Plasma induziert.
Thomas Klingner: Diese Induktion erfordert, dass man diesen Magneten in der Mitte hochfährt und wieder runterfährt.
Thomas Klingner: Und das passiert nicht innerhalb von einer Sekunde oder Bruchteil einer Sekunde,
Thomas Klingner: sondern über Minuten oder gar Stunden kann das passieren.
Thomas Klingner: Ist aber eine zusätzliche Komplikation, weil man dadurch so Zyklen reinbekommt,
Thomas Klingner: dieses Hochfahren, Runterfahren, Hochfahren, Runterfahren.
Thomas Klingner: Und das ist technisch problematischer, wenn man es eben im Vergleich zu einfach
Thomas Klingner: einem Magnetfeld, was das Plasma einfach aufbewahrt, wo man gar nichts machen muss.
Thomas Klingner: Also das heißt, es gibt da so Plus und Minus. Der Druckermark ist nach wie vor
Thomas Klingner: immer noch die leistungsfähigste Fusionsmaschine, die mit ihren Betriebsparametern,
Thomas Klingner: mit diesen Plasmaparametern am nächsten an die Fusion rangekommen ist.
Thomas Klingner: Also hat immer noch so die Nase vorne. Der Stellarator robbt sich da jetzt so
Thomas Klingner: langsam ran an diese Werte.
Thomas Klingner: Und die Entwicklung sieht ganz gut aus.
Thomas Klingner: Wenn man mit dem Steuerator auf solide Füße gestellt, die gleichen Güteparameter
Thomas Klingner: für das Plasma erzeugt wie in einem Tokamak, ist der Steuerator gewiss besser.
Thomas Klingner: Also man kann die stationär betreiben, also am Dauerstrich, im Dauerbetrieb
Thomas Klingner: betreiben und er ist stabil.
Thomas Klingner: Das ist beides für ein Kraftverbot.
Tim Pritlove: Verstehe. Trotzdem ist ja auch, glaube ich, der Stellarator durchaus bestimmten
Tim Pritlove: mechanischen Kräften auch ausgesetzt.
Tim Pritlove: Wenn ich mir vorstelle, dass diese ganzen Magnete da in so einer verbogenen
Tim Pritlove: Form drumherum liegen, die dürften ja wahrscheinlich auch einen gewissen Stress
Tim Pritlove: auf das ganze System ausüben.
Tim Pritlove: Haben die nicht die Tendenz dazu, sich wieder gerade biegen zu wollen? Wie hört sich das aus?
Thomas Klingner: Das ist ein wichtiger Punkt und das kann man sagen, das ist so eine Schwäche
Thomas Klingner: des Stellerators. Nichts im Leben ist perfekt.
Thomas Klingner: Jeder hat Stärken und Schwächen. Eine Schwäche des Stellarators besteht daran,
Thomas Klingner: dass die Kräfteverteilung, die von diesen Magneten impliziert wird,
Thomas Klingner: die resultiert aus der Form dieser Magnete, dass die sehr komplex ist.
Thomas Klingner: Simpel gesprochen kann man sagen, diese nicht planaren Magnete,
Thomas Klingner: diese geformten Magnete, sobald sie vom Strom durchflossen sind,
Thomas Klingner: wollen sie eben werden und wollen sie rund werden und entsprechend bilden sich die Kräfte aus.
Thomas Klingner: Das heißt, sie versuchen sich in diese einfache Form selber zu bringen,
Thomas Klingner: weil sie müssen in diese nicht ebene Form hinein gezwungen werden mit Stahlgehäusen
Thomas Klingner: und das geht dann über die Stahlgehäuse, geht das in die Schrauben,
Thomas Klingner: in die Stützstrukturen.
Thomas Klingner: Das heißt, die ganze mechanische Struktur muss erstens recht hohe Kräfte aushalten.
Thomas Klingner: Also hier beim Wendelstein sind das sowas wie 100 Megapaskal,
Thomas Klingner: um das mal so zu illustrieren.
Thomas Klingner: Das ist so wie eine Tonne auf einem Quadratzentimeter.
Thomas Klingner: Also so ein Auto auf einem Quadratzentimeter sitzen.
Thomas Klingner: Bei Fusionsmaschinen, die nochmal stärkeres Magnetfeld brauchen,
Thomas Klingner: ist es entsprechend nochmal mehr.
Thomas Klingner: Da hat man nochmal so einen Faktor 3, 4, 5, teilweise sogar 8 mehr,
Thomas Klingner: je nachdem wie stark man das Magnetfeld macht.
Thomas Klingner: Und das geht alles schon arg an die technischen Grenzen, was so Stähle eigentlich
Thomas Klingner: noch mögen, was Stähle also ertragen können.
Thomas Klingner: Das heißt also, man hat dort durchaus eine Maschinenbauaufgabe,
Thomas Klingner: die nicht vom Pappe ist. um mit diesen starken Kräften klar zu kommen.
Thomas Klingner: Starke Magnete, wir haben Sprachen davon, je stärker das Magnetfeld,
Thomas Klingner: desto besser die Wärmeisolation.
Thomas Klingner: Und diese starken Magnetfelder erzeugen einfach auch starke Kräfte.
Thomas Klingner: Und diese starken Kräfte müssen von einer starken Stahlstruktur,
Thomas Klingner: Stützstrukturen und Haltestrukturen abgefangen werden.
Thomas Klingner: Und da kommt man an die Materialgrenzen von Stahl ran.
Thomas Klingner: Da geht man so an die Extreme. Also ist technisch durchaus machbar,
Thomas Klingner: Aber man legt da schon ganz gut die Ohren an.
Tim Pritlove: Ja, das haben wir, glaube ich, den Stille Rathor ganz gut beschrieben, auch das Potenzial.
Tim Pritlove: Es ist klar, hier ist noch ein längerer Weg zu gehen.
Tim Pritlove: Ganze Energiegewinnung kriegt natürlich
Tim Pritlove: derzeit extreme Dynamik durch die Verbilligung von Solarstrom etc.
Tim Pritlove: Also ich denke, wir sind gerade mitten in einer technischen Wende.
Tim Pritlove: Dadurch, dass Batterien so günstig werden und Strom und Wind jetzt auf einmal
Tim Pritlove: sozusagen ihrer Nachteile beraubt werden.
Tim Pritlove: Von daher glaube ich, ist es ein bisschen offen, welche Lösung jetzt die Fusionstechnik
Tim Pritlove: uns noch anbieten wird in der Zukunft.
Tim Pritlove: Kann man das so sagen, dass es ein bisschen Ungewissheit hat?
Thomas Klingner: Ungewissheit gibt es ja immer ich werde aber nicht so nicht so vorsichtig ich
Thomas Klingner: bin der Bezeugung, wir werden die Fusion schon brauchen ähm,
Thomas Klingner: Letztlich ist das eine Primärenergiequelle, die wir noch gar nicht nutzen.
Thomas Klingner: Und warum sollten wir die einfach nicht nutzen?
Thomas Klingner: Wie stark wir sie nutzen und in welchen Segmenten wir nutzen,
Thomas Klingner: das ist eine andere Frage.
Thomas Klingner: Fakt ist ja, wir sprachen schon darüber, dass das Großkraftwerke der Gigawatt-Klasse sind.
Thomas Klingner: Und man kann natürlich diese Gigawatt
Thomas Klingner: auch einsammeln über viele einzelne Megawatt oder 5 oder 10 Megawatt.
Thomas Klingner: So 100 mal 10 Megawatt ist auch ein Gigawatt.
Thomas Klingner: Dafür braucht man aber natürlich schon massive Netze. Man muss Energie transportieren,
Thomas Klingner: gegebenenfalls auch über große Strecken, weil auch 100 mal 10 Megawatt und 10
Thomas Klingner: Megawatt Windkraftwerke sind schon massiv. Das gleiche gilt auch für Solar.
Thomas Klingner: Man hat schon hohen Flächenverbrauch. Das heißt, man muss aus der Fläche das
Thomas Klingner: zusammenziehen und transportieren und dann an den Ort zu bringen,
Thomas Klingner: wo man auch mal ein Gigawatt braucht.
Thomas Klingner: Das heißt also, wo man hochkonzentriert viel Energie braucht und zuverlässig
Thomas Klingner: braucht, also wirklich 24-7 am besten, also ohne Speicher, dass es einfach so liefert.
Thomas Klingner: Da ist die Fusion schon ganz gut.
Tim Pritlove: Also so für Schwerindustrien, Stahlproduktion, solche Sachen.
Thomas Klingner: Große Industriekomplexe, große Agglomerationen, also Megastädte,
Thomas Klingner: wie man das so nennen kann.
Thomas Klingner: Wo Grundlast einfach so da ist, wo das auch einen Mehrwert darstellt,
Thomas Klingner: wo man sich Blackouts auch nicht leisten kann.
Thomas Klingner: Nur mal nebenbei gesagt, speichern hört sich immer so einfach an,
Thomas Klingner: aber auch Energie speichern ist gar nicht ohne.
Thomas Klingner: Das ist sehr teuer, das ist nach wie vor Batterieforschung, riesen Forschungsgebiet.
Thomas Klingner: Die Batterien, die wir gewohnt sind, sind eben halt von der Telefonbatterie
Thomas Klingner: bis zur Autobatterie, also von Elektromobilität.
Thomas Klingner: Das ist ja alles so unsere Erlebniswelt, also sozusagen der Consumer-Bereich.
Thomas Klingner: Aber wenn wir jetzt von Terrawattstunden-Batterien reden, das ist eine ganz
Thomas Klingner: andere Liga für die Grundversorgung.
Thomas Klingner: Also die großen globalen Schwankungen von Wind und Sonne, also der Sonnenzyklus
Thomas Klingner: ist ganz offenkundig, der ist ja geometrisch gegeben, noch ein bisschen durch
Thomas Klingner: Wetter gesteuert, der Windaspekt ist völlig durch Wetter gesteuert.
Thomas Klingner: Und diese Schwankungen muss man ja durch Speichern ausgleichen.
Thomas Klingner: Und das Problem ist wirklich nicht von Pappe.
Thomas Klingner: Und das kombiniert sich mit der Transportaufgabe.
Thomas Klingner: Also Energie speichern ist schwierig und Energie transportieren ist schwierig.
Thomas Klingner: Da kann die Fusion ausspielen, dass sie erstens als große Energiequelle nicht
Thomas Klingner: aus der Fläche transportiert werden muss und dass sie als ein Wärmekraftwerk
Thomas Klingner: einfach verfügbar ist, die hohe Verfügbarkeit hat.
Thomas Klingner: Und wo dieses Segment ist und wie groß das Segment ist, das hängt sehr von den
Thomas Klingner: sozioökonomischen Bedingungen des jeweiligen Landes ab, wie stark es industrialisiert ist.
Thomas Klingner: Ein viel ländlicheres Land ist da wahrscheinlich ganz anders aufgestellt als
Thomas Klingner: ein hochindustrialisiertes Land.
Thomas Klingner: Wie die Industrien sind, ob das eine starke chemische Industrie ist,
Thomas Klingner: die braucht unendlich viel Prozesswärme.
Thomas Klingner: Ob es dort Stahlindustrie gibt, ist auch an Energie, Stahlschmelzen oder sowas gewohnt.
Tim Pritlove: Oder auch Fernwärmesysteme.
Thomas Klingner: Und Fernwärmesysteme für große Cities, die auch einfach Basisversorgung brauchen
Thomas Klingner: bis hin zu Verkehr, nicht U-Bahnen, Krankenhäusern und so weiter.
Thomas Klingner: Das ist ein anderes Setup als eine ländliche Region.
Thomas Klingner: Und ich glaube, da gilt auch wieder, es gibt keine Universallösung.
Thomas Klingner: Also nicht ein Zauberstab, der dann gleich alles auflöst, sondern man muss ein neues System aufbauen.
Thomas Klingner: Und in dieser systemischen Sicht, wie so ein Gesamtsystem sinnvoll und ökonomisch
Thomas Klingner: leistungsfähig und den Bedürfnissen entsprechend aufgebaut ist,
Thomas Klingner: das ist wiederum ein Thema,
Thomas Klingner: was einerseits noch besser verstanden werden muss, was ich
Thomas Klingner: aber auch jetzt wo wir sehen wie stark sich die welt verändert und
Thomas Klingner: wie sich auch sozioökonomische bedingungen in jedem jedem land verändern
Thomas Klingner: wo das auch diese so in entwicklung unter unterlegen ist insofern ist es ganz
Thomas Klingner: schwer da jetzt so etwas in zahlen zu nennen oder das jetzt wirklich so rein
Thomas Klingner: zu gießen wenn ich sagen würde da diese fusion macht alles oder die fusion macht
Thomas Klingner: nur zehn prozent das ist alles bodenlos nächstes alles haltlos alleine,
Thomas Klingner: Was wir machen müssen und was wir versuchen, oder beziehungsweise woran wir
Thomas Klingner: arbeiten, ist, dass wir die technologische und physikalische Basis dafür herstellen,
Thomas Klingner: dass man diese Option hat.
Thomas Klingner: Denn wenn wir uns da nicht vorarbeiten, dann haben wir sie nicht,
Thomas Klingner: wenn wir sie brauchen. Dann guckt man dumm.
Tim Pritlove: Genau, Vorbereitszeit.
Thomas Klingner: Jetzt hätten wir gerne Fusion. Wie Bäume pflanzen.
Thomas Klingner: Wenn man Holz braucht, muss man 100 Jahre vorher einen Baum pflanzen. So ist das leider.
Tim Pritlove: Ja, hier wird auf jeden Fall viel gepflanzt, das ist ganz offensichtlich und
Tim Pritlove: ich denke auch jetzt rein über das Ziel hinaus, was man jetzt hier natürlich im Fokus hat,
Tim Pritlove: dem Betrieb von einer Fusionsmaschine, fällt ja auch eine ganze Menge an sekundären
Tim Pritlove: Forschungsergebnissen hier ab.
Tim Pritlove: Ich kann mir vorstellen, es muss viel erfunden werden, es müssen neue Instrumente
Tim Pritlove: erfunden werden, Beobachtungen der Prozesse, ich denke Materialforschung und
Tim Pritlove: allein auch so Kühltechnik,
Tim Pritlove: sind ja alles solche Bereiche, die hier von der Forschung auch profitieren.
Thomas Klingner: Ja, ganz gewiss. Wie immer, wenn man sich an die technologischen Grenzgebiete
Thomas Klingner: begibt und da landen wir automatisch im Hinblick auf Wärmebelastung,
Thomas Klingner: Supraleitung, Kryotechnologie.
Thomas Klingner: Wir arbeiten dort ganz oft an den technologischen Grenzen und eben auch die
Thomas Klingner: Leistungsfähigkeit unserer Fusionsmaschine ist oftmals technologisch begrenzt.
Thomas Klingner: Also nicht durch die Physik.
Thomas Klingner: Es gibt keine Physikgründe, warum man dort nicht hinkommen sollte,
Thomas Klingner: sondern es gibt ganz einfache technologische Gründe.
Thomas Klingner: Das heißt, wir kratzen dort einfach an diesen technologischen Limits und das
Thomas Klingner: erzeugt natürlich automatisch für sich Innovationskraft und immer wieder Suche nach neuen Lösungen.
Tim Pritlove: Ja, super. Gutes Schlusswort. Ich bedanke mich für die Ausführung.
Thomas Klingner: War mir ein Vergnügen.
Tim Pritlove: Ja, das war's hier von Forschergeist zum Stellerator und dem Forschungsweg auf
Tim Pritlove: dem Weg zur Gewinnung von Fusionenergie.
Tim Pritlove: Ja, und dann würde ich sagen, vielen Dank, vielen Dank fürs Zuhören. Das war's.
Tim Pritlove: Bald geht's hier hoffentlich wieder weiter und ich sage Tschüss und bis bald.