WEBVTT NOTE Podcast: Forschergeist Episode: FG100 Stellarator Publishing Date: 2026-01-11T21:38:00+01:00 Podcast URL: https://forschergeist.de Episode URL: https://forschergeist.de/podcast/fg100-stellarator/ 00:00:42.556 --> 00:00:48.196 Hallo und herzlich willkommen zu Forschergeist, dem Podcast über Forschung und Bildung. 00:00:48.656 --> 00:00:52.476 Und ja, mein Name ist Tim Brittlaff und ich begrüße alle hier zur, 00:00:52.696 --> 00:00:54.436 man mag es nicht glauben, 100. 00:00:54.736 --> 00:01:02.136 Ausgabe dieser Reihe, die eine Weile auf sich hat warten lassen, weil es eine Pause gab. 00:01:02.136 --> 00:01:06.956 Ich betreibe jetzt diesen Podcast alleine weiter. Ja, hat eine Weile gedauert, 00:01:07.076 --> 00:01:12.616 bis ich hier mir darüber im Klaren war, wie ich das jetzt hier fortsetzen möchte. 00:01:13.136 --> 00:01:16.176 Und ja, eigentlich möchte ich es so fortsetzen, wie ich es auch bisher gemacht habe. 00:01:16.256 --> 00:01:19.396 Das heißt, es geht hier auch weiterhin um Wissenschaft, es geht um Forschung, 00:01:19.516 --> 00:01:25.316 es geht um Bildung und all diese Themen werde mich allerdings, 00:01:25.656 --> 00:01:30.856 denke ich mal, in der nächsten Zeit vor allem nicht nur, aber auch um viel, 00:01:30.956 --> 00:01:33.996 was um Energie sich dreht, hier thematisieren. 00:01:33.996 --> 00:01:37.216 Und da dachte ich mir, zur hundertsten Folge, die jetzt so eine Weile hat auf 00:01:37.216 --> 00:01:40.856 sich warten lassen, nehme ich mir mal ein ganz besonderes Thema heraus und bin 00:01:40.856 --> 00:01:45.296 nach Greifswald gefahren zum Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, 00:01:45.616 --> 00:01:48.036 einem der beiden Standorte dieses Instituts. 00:01:49.096 --> 00:01:52.296 Und ja, da bin ich jetzt und begrüße erstmal meinen Gesprächspartner, 00:01:52.316 --> 00:01:53.996 nämlich Thomas Klinger. Schönen guten Tag. 00:01:54.196 --> 00:01:55.096 Ja, schönen guten Tag. 00:01:55.096 --> 00:02:01.916 Ja, Sie sind ja hier der Leiter der, jetzt habe ich die Formulierung natürlich 00:02:01.916 --> 00:02:08.856 wieder mal nicht parat, Stelleratordynamik und Transport. Das klingt ja ein bisschen speziell. 00:02:10.756 --> 00:02:14.656 Wie Wissenschaft so ist, das ist der Name meines wissenschaftlichen Bereichs. 00:02:14.856 --> 00:02:19.676 Das ist eine Aufgabe. Die andere Aufgabe ist, dass ich mich mit meinem ganzen 00:02:19.676 --> 00:02:24.936 Team um den Wendelstein 7X Stellarator selber als solches technisch und vom 00:02:24.936 --> 00:02:26.236 Betrieblichen her kümmere. 00:02:26.716 --> 00:02:28.516 Also ich habe da zwei Hüte auf. 00:02:29.403 --> 00:02:36.403 Ja, dieser Standort, das ist der Ort, wo der große Prototyp steht für Fusionsenergie 00:02:36.403 --> 00:02:41.123 und nach der Stellarator-Technik, deswegen halt auch der Name. 00:02:43.423 --> 00:02:48.623 Vielleicht schauen wir erstmal, was macht eigentlich das Max-Planck-Institut 00:02:48.623 --> 00:02:55.963 für Plasmaphysik und speziell, was macht dieser Standort, worauf konzentriert man sich hier? 00:02:56.923 --> 00:03:00.723 Naja, wir konzentrieren uns wirklich komplett auf den Stellarator. 00:03:00.943 --> 00:03:03.303 Also wir haben nur dieses eine Thema. 00:03:03.663 --> 00:03:11.043 Nur, das ist eine große, sehr komplexe Maschine, die auch unsere gesamte Aufmerksamkeit 00:03:11.043 --> 00:03:15.963 sowohl technisch wie organisatorisch wie auch von der Wissenschaft her beansprucht. 00:03:17.743 --> 00:03:20.883 Insofern brauchen wir da gar nicht groß drüber philosophieren, 00:03:20.903 --> 00:03:26.163 was unser Schwerpunkt ist. Unser Schwerpunkt ist alles, was den technischen 00:03:26.163 --> 00:03:31.223 und wissenschaftlichen Betrieb dieser wissenschaftlichen Großanlage betrifft. 00:03:32.402 --> 00:03:35.982 Und groß ist sie ja auch, also ich glaube der Standort hier hat in etwa genauso 00:03:35.982 --> 00:03:40.142 viele forschende Mitarbeiter wie in Garching an dem Hauptstandort, 00:03:40.222 --> 00:03:43.862 größtenordnungsmäßig, ein bisschen weniger Verwaltung. 00:03:45.982 --> 00:03:49.602 Nein, also es gibt auch in Garching noch etwas mehr technische Infrastruktur 00:03:49.602 --> 00:03:54.002 und noch ein paar andere Aktivitäten, die für die Fusion wichtig sind, 00:03:54.262 --> 00:03:56.342 die aber nicht direkt an die Maschinen gebunden sind. 00:03:57.122 --> 00:04:00.202 Das sind so technologische Entwicklungen, sehr große Materialforschung, 00:04:00.262 --> 00:04:01.302 die wir in Garching haben. 00:04:01.522 --> 00:04:06.422 Also das ist einfach etwas anders aufgestellt, aber wir haben eben dort Themen, 00:04:06.562 --> 00:04:10.862 die für uns hier in Greifswald mindestens genauso wichtig sind wie in Garching. 00:04:11.442 --> 00:04:14.362 Aber die in Garching aus Strukturgründen angesiedelt sind. 00:04:15.662 --> 00:04:18.942 Genau, aber dafür ist also sozusagen Greifswald dann im Wesentlichen gegründet 00:04:18.942 --> 00:04:21.422 worden, um dieses Thema voranzubringen. 00:04:22.182 --> 00:04:24.262 Da wird ja auch schon eine ganze Weile dran gearbeitet. Ich glaube, 00:04:24.362 --> 00:04:28.042 den Standort gibt es hier seit 2010 ungefähr. Stimmt das? 00:04:28.422 --> 00:04:28.822 Nein. 00:04:29.002 --> 00:04:30.042 Nein? Bisschen länger noch? 00:04:30.242 --> 00:04:35.462 Die Gründung des Standortes ist 1996 erfolgt, der Gründungsbeschluss. 00:04:37.062 --> 00:04:40.382 Dann ist das Gebäude, in dem wir hier sitzen, 00:04:40.482 --> 00:04:47.022 2000 in Betrieb genommen worden und seit 00:04:47.022 --> 00:04:57.462 1996 aufwärts ist die Realisierung dieser Maschine die Hauptaufgabe gewesen 00:04:57.462 --> 00:05:01.022 und jetzt der Betrieb und Weiterentwicklung, Weiterausbau der Maschine. 00:05:01.022 --> 00:05:05.182 Ja, wie sind Sie denn selber so zur Physik gekommen? 00:05:05.322 --> 00:05:10.862 Wird mich ja mal interessieren, wie nimmt man denn da Fahrt auf in die Richtung? 00:05:11.202 --> 00:05:14.322 Also in der Schule habe ich schon ganz gerne Physik gemacht. 00:05:16.066 --> 00:05:19.966 Es war jetzt nicht so, dass das meine einzige Leidenschaft war. 00:05:20.206 --> 00:05:25.346 Es war so ein bisschen undefiniert, wie das immer so ist. Ein bisschen die Berufsentscheidung, 00:05:25.506 --> 00:05:28.086 das ist dann auch so ein mehrandreierender Prozess. 00:05:28.986 --> 00:05:32.926 Eigentlich wollte ich mal zur See fahren, bin dann auch anderthalb Jahre zur See gefahren. 00:05:33.026 --> 00:05:33.306 Ach echt? 00:05:33.426 --> 00:05:34.406 Und da hatte ich die Nase voll. 00:05:35.546 --> 00:05:36.226 Seekrank geworden? 00:05:36.466 --> 00:05:37.566 Nee, ich werde nicht seekrank. 00:05:38.326 --> 00:05:39.926 Okay, was war da nicht so schön? 00:05:40.126 --> 00:05:41.126 Es war sehr kalt. 00:05:43.746 --> 00:05:47.346 Und habe mich dann entschieden, doch zu studieren. Also das heißt, 00:05:47.546 --> 00:05:51.986 ja, tatsächlich etwas zu studieren und habe mich dann für Physik entschieden. 00:05:52.186 --> 00:05:53.586 In dem Sinne etwas zufällig. 00:05:54.686 --> 00:05:55.826 Und dann war das einfach so? 00:05:56.386 --> 00:05:59.186 Ja, ich hätte auch Ingenieurwissenschaften machen können, aber mein Bruder ist 00:05:59.186 --> 00:06:01.666 Ingenieur und man macht niemals das, was der ältere Bruder macht. 00:06:03.526 --> 00:06:07.126 Okay, aber wie kommt man dann so zur Plasmaphysik im Speziellen? 00:06:07.326 --> 00:06:08.666 Da bin ich auch so reingeschlittert. 00:06:08.906 --> 00:06:09.826 Einfach Zufall? 00:06:09.826 --> 00:06:13.466 Ja, ich hätte auch elementarteilig ein Physiker werden können, 00:06:13.806 --> 00:06:18.166 war ich fast, also durch schlichte Zufälle, auf die ich jetzt gar nicht eingehen will. 00:06:18.246 --> 00:06:18.506 Okay. 00:06:19.186 --> 00:06:23.626 Bin ich dann einmal umgeschwenkt und dann in der Plasmaphysik erstmal gelandet 00:06:23.626 --> 00:06:28.966 und über die Plasmaphysik dann in die Fusionsforschung so hinein geglitten. 00:06:30.446 --> 00:06:33.706 Und wann sind Sie dann hier dazugekommen? 00:06:34.386 --> 00:06:39.726 Nach Greifswald bin ich 1999 gekommen. Da hatte ich eine Professur an der Universität 00:06:39.726 --> 00:06:41.166 bekommen für Plasmaphysik. 00:06:41.486 --> 00:06:45.066 Plasmaphysik ist ja größer als Fusionsforschung. Das ist ja ein ganzes Gebiet. 00:06:46.306 --> 00:06:50.106 Und habe dann hier angefangen, eine Arbeitsgruppe aufzubauen, 00:06:50.246 --> 00:06:53.766 die sich mit Grundlagenaspekten der Plasmaphysik beschäftigt hat. 00:06:55.146 --> 00:07:00.626 Und kurz danach, also schon kurz danach, ich hatte sowieso schon von früher 00:07:00.626 --> 00:07:05.816 her Kontakte zum Max-Planck-Institut und nach zwei Jahren wurde ich da einfach 00:07:05.816 --> 00:07:08.016 vom Max-Planck-Institut gefragt, ob ich hier nicht mitmachen will. 00:07:09.462 --> 00:07:10.622 Und so kam es dann einfach. 00:07:10.922 --> 00:07:11.042 Ja. 00:07:12.542 --> 00:07:17.402 Ich will jetzt mal so ein bisschen auf die Kernfusion selbst gehen. 00:07:18.162 --> 00:07:24.262 Das ist ja, ich weiß nicht, ob man davon reden kann, dass es ein relativ neues Feld der Physik ist. 00:07:24.902 --> 00:07:27.662 Also seit wann... 00:07:28.925 --> 00:07:34.465 Weiß man denn, wie Kernfusion abläuft? 00:07:34.565 --> 00:07:41.885 Also wodurch hat sich sozusagen das Wissen gebildet, dass Kernfusion stattfindet, 00:07:42.045 --> 00:07:45.045 möglich ist und wie es in der Sonne abläuft? 00:07:46.165 --> 00:07:54.285 Ja, ich bin nur kein Kernphysiker, insofern bleibe ich da mal ein bisschen an 00:07:54.285 --> 00:07:57.325 der Oberfläche, so in der Physikhistorie. 00:07:57.905 --> 00:08:07.005 Das Ganze geht ja zurück auf das Verständnis der Struktur der Atomkerne überhaupt. 00:08:08.725 --> 00:08:13.025 Kann man so hier Namen wie Ernest Rutherford nennen, der erstmal festgestellt 00:08:13.025 --> 00:08:19.005 hat, dass so ein Atomkern super klein ist und dass furchtbar viel Platz ist zwischen der Materie. 00:08:19.805 --> 00:08:23.325 Das war so der erste Schritt, die Rutherfordischen Streuversuche, 00:08:23.405 --> 00:08:24.805 damit fing das so langsam an. 00:08:25.405 --> 00:08:29.645 Natürlich war ein großer Schritt, als festgestellt wurde, dass man, 00:08:29.725 --> 00:08:34.085 also rein aus Zufall festgestellt wurde, dass man Kerne durch Beschuss, 00:08:34.245 --> 00:08:35.885 durch Neutronenbeschuss spalten kann. 00:08:37.345 --> 00:08:41.245 Und da war der Umkehrschluss natürlich sehr naheliegend. Alles, 00:08:41.365 --> 00:08:43.425 was man spalten kann, kann man auch wieder zusammenfügen. 00:08:44.165 --> 00:08:47.905 Und man hat dann relativ schnell dann schon vermutet, dass da auch der umgekehrte 00:08:47.905 --> 00:08:49.105 Prozess geht. Warum nicht? 00:08:49.565 --> 00:08:52.925 Also da gibt es überhaupt kein physikalisches Argument, dass der Rückwärtsgang nicht geht. 00:08:55.185 --> 00:08:59.905 Und hat sich diese Sache auch angeschaut, erstmal so rein spekulativ, 00:09:00.025 --> 00:09:03.505 das war erstmal ein bisschen schwieriger zu erkunden. 00:09:04.105 --> 00:09:09.265 Das Ganze war auch verbunden mit der großen offenen Frage, wie eigentlich die Sterne funktionieren. 00:09:11.725 --> 00:09:17.705 Denn Kernspaltung fiel aus, dass die über Kernspaltung ihre Energie erzeugen. 00:09:17.885 --> 00:09:21.065 Das konnte man einfach durch ein paar quantitative Rechnungen, 00:09:21.325 --> 00:09:23.985 durch ein paar Zahlen konnte man das relativ schnell ausschließen, 00:09:23.985 --> 00:09:28.145 dass das der Fall ist, chemische Verbrennung auch, kommt viel zu wenig bei rum. 00:09:29.275 --> 00:09:33.775 Und dann blieb bloß noch die Fusion übrig. Das war dann so die Hypothese. 00:09:35.055 --> 00:09:38.455 Und ich denke, das war Hans Beete, der der Sache dann wirklich auf die Spur 00:09:38.455 --> 00:09:40.895 gekommen ist. Dann gab es noch etliche, die dann verwickelt waren, 00:09:40.955 --> 00:09:41.875 später auch Weizsäcker. 00:09:43.015 --> 00:09:48.295 George Gamow hat auch eine wichtige Rolle gespielt. Der russisch-amerikanische 00:09:48.295 --> 00:09:50.115 Wissenschaftler, der oft schon vergessen ist. 00:09:50.595 --> 00:09:53.495 Und da mussten eben viele Puzzlesteine zusammengesetzt werden, 00:09:53.935 --> 00:09:57.755 bis man dann diese Zyklen, 00:09:58.335 --> 00:10:02.255 diese Prozesse, diese Prozessketten, die im Inneren der Sterne stattfinden, 00:10:02.535 --> 00:10:07.655 bis man die mal so hypothetisch aufstellen konnte und auf der Basis dieser Hypothese 00:10:07.655 --> 00:10:13.655 dann eben Rechnungen durchführt, die wie üblich in der Physik mit Beobachtungen abgleicht. 00:10:15.495 --> 00:10:18.835 Mit Plausibilitäten, mit Stabilität, mit Massebetrachtung und so weiter und 00:10:18.835 --> 00:10:20.235 so weiter, ob das alles zusammenpasst. 00:10:20.815 --> 00:10:23.975 Und das war im Prinzip dann überhaupt erstmal die Realisierung, 00:10:24.135 --> 00:10:28.335 dass es eben diesen Elementarprozess gibt, also eben analog zur Kernspaltung, 00:10:29.155 --> 00:10:31.815 entlang der Elemente, dass man eben die schweren Elemente spalten kann, 00:10:31.915 --> 00:10:34.195 dass man eben leichtere Elemente auch miteinander fusionieren kann. 00:10:34.295 --> 00:10:36.855 Und man kann alle möglichen Elemente miteinander fusionieren. 00:10:37.075 --> 00:10:41.615 Das ist völlig beliebig, also nicht völlig beliebig, Aber man hat ein weites 00:10:41.615 --> 00:10:44.175 Feld von leichten Elementen, die man miteinander fusionieren kann. 00:10:44.595 --> 00:10:46.455 Und das hängt eben sehr von den Bedingungen 00:10:46.455 --> 00:10:49.175 ab und von den entsprechenden Wahrscheinlichkeiten für die Fusion ab. 00:10:50.495 --> 00:10:54.155 Gut, und damit war das einfach erstmal ein Gesamtbild, was man sich da von den 00:10:54.155 --> 00:10:55.655 Kernkonstituenten gesetzt hat. 00:10:55.735 --> 00:10:58.415 Dann kam später noch die ganze Elementarteilchengeschichte dazu, 00:10:58.535 --> 00:11:01.695 wo man eben festgestellt hatte, dass diese Konstituenten, Protonen und Neutronen, 00:11:01.695 --> 00:11:05.955 dass die dann nochmal weitere Konstituenten haben, also nochmal weiter innerlich 00:11:05.955 --> 00:11:06.875 zusammengesetzt werden. 00:11:07.175 --> 00:11:09.255 Das war dann wieder eine ganz andere Thematik. 00:11:10.035 --> 00:11:13.075 Die damit nicht so direkt verbunden ist, indirekt natürlich schon. 00:11:14.301 --> 00:11:18.941 Gut, also das heißt, die Moral von der Geschichte hat eigentlich angefangen 00:11:18.941 --> 00:11:20.021 mit dem Elementarprozess, 00:11:20.181 --> 00:11:25.701 aber dann direkt auch die Übertragung auf den Prozess der Sterne und damit eben 00:11:25.701 --> 00:11:30.781 stellvertretend für die Sterne unserer Sonne abgebildet, weil das war bis dahin 00:11:30.781 --> 00:11:33.001 noch, wusste man einfach nicht, wie es geht. 00:11:33.821 --> 00:11:40.181 Und wodurch wird klar, dass dabei bei einer Kernfusion Energie freigesetzt wird? 00:11:42.021 --> 00:11:44.881 Das ist eben halt ein kernphysikalischer Aspekt dabei. 00:11:45.321 --> 00:11:50.021 Das ist der sogenannte Massendefekt, also indem man die Erkenntnis, 00:11:50.161 --> 00:11:53.081 dass Masse und Energie letztlich das gleiche ist, das ist eben halt auch wieder 00:11:53.081 --> 00:11:57.141 verbunden mit Einsteins Relativitätstheorie, das ist die berühmte E gleich mc², 00:11:57.381 --> 00:12:00.761 also Masse und Energie ist einfach das gleiche und Energie lässt sich in Masse 00:12:00.761 --> 00:12:01.981 und Masse in Energie umwandeln. 00:12:02.561 --> 00:12:07.821 Das hat dabei eine Rolle gespielt und die Differenz der Bindungsenergie der 00:12:07.821 --> 00:12:11.941 Kerne, die sich dann letztlich in Masse manifestiert, 00:12:12.281 --> 00:12:17.741 die wird einfach in kinetische Energie umgesetzt. Das ergibt sich einfach aus der Logik des Ganzen. 00:12:20.281 --> 00:12:25.601 Okay. Und seit wann gibt es jetzt die Überlegung, das zur Energiegewinnung zu nutzen? 00:12:28.381 --> 00:12:32.581 Das ging letztlich in den 50er Jahren los. 00:12:33.481 --> 00:12:41.621 Also die Kernspaltung ist ja relativ früh schon erkannt worden als eine Energiequelle 00:12:41.621 --> 00:12:44.861 und zwar letztlich in zwei Richtungen. 00:12:44.861 --> 00:12:49.001 Also einerseits natürlich sehr prominent als Bombe. 00:12:49.581 --> 00:12:55.481 Das heißt, da gab es ja diese ganze Oppenheimer-Geschichte, das Wettrennen um die Bombe. 00:12:55.561 --> 00:13:00.761 Das ist ja letztlich auch einfach eine Freisetzung von sehr großen Mengen Energie, eine Vulgo-Bombe. 00:13:02.081 --> 00:13:08.101 Aber gleich parallel dazu hat man sich auch sofort dafür interessiert aus der Kernspaltung, 00:13:09.541 --> 00:13:15.741 Antriebsaggregate für U-Boote etwa zu entwickeln U-Boote müssen einfach lange tauchen können, 00:13:16.781 --> 00:13:20.941 und Elektromotoren da ist die Batterie schnell alle also das hat die Tauchdauer 00:13:20.941 --> 00:13:27.561 dann beschränkt deshalb war es eben halt sehr attraktiv einfach eine ja nicht ja also nicht. 00:13:29.441 --> 00:13:33.341 Einen Nicht-Verbrennermotor zu haben, der aber sehr lange läuft. 00:13:33.601 --> 00:13:35.781 Also deshalb ist das sehr früh schon vorangetrieben worden. 00:13:36.501 --> 00:13:42.881 Also sozusagen das Atom-U-Boot war so der Motivator dafür, den Leichtwasserreaktor zu entwickeln. 00:13:44.492 --> 00:13:52.892 Und das lief dann so letztlich auch parallel mit der Bombenentwicklung, also Reaktor und Bombe. 00:13:53.012 --> 00:13:58.172 Das ist am Ende vom Prozess her bei der Spaltung nicht so gut voneinander zu trennen. 00:13:58.272 --> 00:14:02.492 Und das war aber sehr stark getrieben eben von diesem Rüstungsaspekt und von 00:14:02.492 --> 00:14:03.692 diesem militärischen Aspekt. 00:14:03.812 --> 00:14:08.832 Deshalb waren da einfach sehr viele Ressourcen, auch sehr viel Dringlichkeit, 00:14:08.872 --> 00:14:10.712 denn wir kennen ja alle diese Geschichte. 00:14:10.912 --> 00:14:15.432 Die war bei der Fusion erstmal nicht. Trotzdem war klar, dass es auch ein Prozess 00:14:15.432 --> 00:14:20.132 ist, der Energieüberschuss, sogar noch effizienter Energieüberschuss produziert. 00:14:21.952 --> 00:14:26.132 Hatte aber eben erstmal nicht diesen militärischen Aspekt, als später mit der 00:14:26.132 --> 00:14:29.832 Wasserstoffbombe ist der so reingekommen, weil es ja sozusagen so ein Nachzünder, 00:14:29.892 --> 00:14:31.992 den man dann noch auf die Atombombe raufsetzt. 00:14:32.372 --> 00:14:34.392 Die funktioniert ja nicht super für sich. 00:14:35.492 --> 00:14:38.972 Aber auch so im Rahmen dessen ist dann so klargekommen, naja, 00:14:39.012 --> 00:14:42.352 jetzt muss man sich das auch mal angucken, ob man daraus nicht ein Kraftwerk 00:14:42.352 --> 00:14:44.612 bauen kann. Und das fing so in den 50er Jahren an. 00:14:46.412 --> 00:14:49.852 Und also so nach dem zweiten Weltkrieg eigentlich ernsthaft. 00:14:50.292 --> 00:14:54.952 Und da hat anfänglich hat es da viel Euphorie gegeben. 00:14:55.904 --> 00:14:59.644 So in dem Sinne, das dürfte ja eigentlich gar nicht so schwer sein. 00:15:00.344 --> 00:15:05.104 Und aus der Zeit kommen auch noch sehr optimistische Vorhersagen. 00:15:05.184 --> 00:15:08.684 Das war sowieso so eine Euphorie, wenn Sie da in die 50er Jahre gehen. 00:15:08.884 --> 00:15:10.564 In allen Feldern eigentlich. 00:15:10.924 --> 00:15:15.644 Ja, auch eine große nukleare Euphorie. Sowohl Spaltung wie auch Fusion. 00:15:15.924 --> 00:15:23.444 Also das heißt, das war so die Zukunft. Und das war auch fast wie ein Heilsbringer. 00:15:23.604 --> 00:15:25.124 Das Ganze wurde so behandelt. 00:15:25.724 --> 00:15:26.744 Unendliche Energie. 00:15:27.224 --> 00:15:32.504 Ja, und keine Nachteile, nur Vorteile und Energie für jeden. 00:15:32.664 --> 00:15:34.424 Also wie gesagt, das war eine euphorische Zeit. 00:15:34.984 --> 00:15:39.584 Aus solchen Euphorien heraus kommen natürlich auch manchmal etwas überoptimistische Vorhersagen. 00:15:41.924 --> 00:15:47.944 Und das ist dann auch der Geburtsort für den ältesten Fusionswitz. 00:15:48.224 --> 00:15:52.304 Das ist eine Energie, die immer 50 Jahre entfernt ist. 00:15:53.424 --> 00:15:58.604 Denn man hat sich ja damals schon zu solchen recht optimistischen Vorhersagen 00:15:58.604 --> 00:16:01.924 treiben lassen, dass man sagt, innerhalb dieses Jahrtausends schaffen wir es auf jeden Fall. 00:16:02.664 --> 00:16:06.744 Also 1950, das heißt innerhalb des 20. Jahrhunderts. 00:16:07.264 --> 00:16:11.624 Da gab es eben einige Warne, die gesagt haben, das sieht nicht so einfach aus. 00:16:12.544 --> 00:16:15.324 Und dieses Jahrhundert können wir irgendwie vergessen, das wird nichts. 00:16:15.424 --> 00:16:16.404 Aber auf die hat keiner gehört. 00:16:17.044 --> 00:16:21.504 Die Presse hat nur die Optimisten zitiert. Und damit ist dann dieses Etikett 00:16:21.504 --> 00:16:23.844 dann gleich kleben geblieben, denn wir haben es ja immer noch nicht. 00:16:24.004 --> 00:16:27.364 Das Jahrtausend ist vorbei, wir haben es immer noch nicht und da müssen wir 00:16:27.364 --> 00:16:32.784 uns immer wieder anhören, was ist denn das für eine traurige Geschichte. 00:16:33.824 --> 00:16:38.184 Und wenn man uns jetzt fragt, sagen wir auch zweite Hälfte dieses Jahrhunderts 00:16:38.184 --> 00:16:40.364 und dann hört sich das halt nach so einem Moving Target an, 00:16:40.624 --> 00:16:44.664 wie nach der berühmten Möhre, der der Esel die ganze Zeit hinterherläuft, 00:16:44.744 --> 00:16:48.524 obwohl sie eben halt an einer Angel vorhin gehalten wird und der Esel realisiert 00:16:48.524 --> 00:16:49.984 das nicht, so eselig sind wir gar nicht. 00:16:51.824 --> 00:16:55.004 Aber inzwischen hat man einfach besser verstanden, was das für eine harte Nuss ist. 00:16:56.007 --> 00:16:59.627 Die da geknackt werden muss und auch, was die Bedingungen sind, 00:16:59.727 --> 00:17:04.647 die man schaffen muss, um diesen Elementarprozess wirklich effizient auf die Beine zu stellen. 00:17:05.007 --> 00:17:08.127 Denn Fusion an sich zu machen, ist ein Elementarprozess. Das ist total einfach. 00:17:08.287 --> 00:17:09.407 Das kann jeder im Keller machen. 00:17:09.887 --> 00:17:13.727 Da gibt es Wikipedia-Artikel, wie man Fusion macht, braucht man echt nicht viel. 00:17:13.827 --> 00:17:17.707 Braucht man ein Hochspannungsnetzgerät, eine Pumpe, fertig. Das ist wirklich nicht viel. 00:17:18.287 --> 00:17:20.307 Und was hat man dann fusioniert im Keller? 00:17:20.607 --> 00:17:21.907 Da hat man dort fusioniert. 00:17:22.087 --> 00:17:22.387 Okay. 00:17:22.487 --> 00:17:26.007 Dann kommen ein paar Neutronen raus, kann man zählen. 3, 4, 5, 10, 00:17:26.407 --> 00:17:30.927 100, paar tausend, nützt aber nichts nicht, weil das, was man in Energie reinsteckt, 00:17:31.047 --> 00:17:36.747 um das zu machen, ist eben halt mehrere Größenordnungen über dem, 00:17:36.847 --> 00:17:39.247 was man aus den Neutronen rausholen könnte. 00:17:39.427 --> 00:17:41.567 Und das ist ja nicht so ganz die Idee dabei. 00:17:42.027 --> 00:17:46.527 Nee, also negative Energieverluste erzeugen, das ist ja nicht so schwierig. 00:17:47.367 --> 00:17:51.447 Aber einen Energieüberschuss zu erzeugen, dafür braucht man eben viele Fusionsprozesse. 00:17:51.447 --> 00:17:55.967 Und einer hohen Dichte, das heißt viel pro Sekunde und Kubikmeter. 00:17:58.261 --> 00:18:04.721 Okay, jetzt stellt sich natürlich dann die Frage, wie hat man sich auf den Weg 00:18:04.721 --> 00:18:08.961 begeben, darüber nachzudenken, wie man dieses Missverhältnis aufheben kann? 00:18:09.101 --> 00:18:14.881 Also wie baut man dann ein Fusionssystem, wo dann am Ende mehr Energie bei rauskommt, 00:18:14.981 --> 00:18:18.241 als man reingesteckt hat? Weil das ja dann letzten Endes ist das Ziel. 00:18:18.541 --> 00:18:21.261 Wo fängt man da an? 00:18:21.261 --> 00:18:26.841 Also wenn wir jetzt von der Magnetfusion reden, jetzt müssen wir eine Abzweigung nehmen. 00:18:28.421 --> 00:18:31.281 Das ist ja das Geschäft, was wir hier betreiben, auch das Geschäft, 00:18:31.561 --> 00:18:38.081 mit dem ich mich jetzt ja lange beschäftige und mehr oder weniger gut auskenne. 00:18:40.361 --> 00:18:45.961 Da ist es definitiv ein Volumeneffekt. Also das heißt, man braucht Volumen. 00:18:48.101 --> 00:18:54.121 Warum? Die Fusion, also dieser Elementarprozess, der passiert ja im Volumen. 00:18:54.521 --> 00:18:59.481 Also wir haben ein Gas, ein heißes Gas, also eine Anzahl von Atomen da drin, 00:18:59.601 --> 00:19:06.501 von Kernen da drin und die haben eine bestimmte Wahrscheinlichkeit miteinander zu fusionieren. 00:19:06.501 --> 00:19:12.561 Und wenn man halt viele nimmt bei einer gegebenen Dichte, die Dichte ist nicht 00:19:12.561 --> 00:19:16.781 beliebig, die muss man an einem richtigen Punkt einstellen und dann braucht 00:19:16.781 --> 00:19:18.201 man für viele einfach Volumen, 00:19:19.301 --> 00:19:23.861 um genügend Einzelelementarprozesse, sozusagen Verbrennungsprozesse zu haben, 00:19:23.981 --> 00:19:25.741 was dann aufsummiert Energie ergibt. 00:19:27.161 --> 00:19:31.521 Die Verluste, die unvermeidlichen Verluste, die gehen alle durch die Oberfläche. 00:19:35.632 --> 00:19:43.072 Verluste zur Wand. Denn die Wand ist kalt und das Gas, dieses Plasma muss heiß sein. 00:19:43.472 --> 00:19:49.492 Dieser Wärmeverlust, der drückt dann die Temperatur dieses Gases, dieses Plasmas runter. 00:19:49.812 --> 00:19:54.552 Und wenn die Temperatur runtergedrückt wird, wird die Fusionswahrscheinlichkeit immer kleiner. 00:19:55.752 --> 00:19:58.432 Also muss man dafür sorgen. 00:19:58.492 --> 00:19:59.292 Dass es heiß bleibt. 00:19:59.452 --> 00:20:02.192 Also es muss heiß sein, es muss eine bestimmte Dichte haben. 00:20:02.192 --> 00:20:05.792 Und dieses Heißsein, das erfordert eben Wärmeisolation. 00:20:07.763 --> 00:20:12.523 Denn es ist umgeben von einer kalten Wand, die ist wie so eine Kühlfläche. 00:20:12.943 --> 00:20:17.463 Dagegen muss das Wärme isoliert werden. Und die Isolation ist natürlich an der Oberfläche. 00:20:18.643 --> 00:20:21.843 Das heißt also, das Volumen zur Oberfläche-Verhältnis ist kritisch. 00:20:22.383 --> 00:20:29.023 In anderen Worten, so eine Tabletop-Fusionsanlage, wie man sie sich in den 50er Jahren überlegt hat, 00:20:29.563 --> 00:20:35.703 wie es so nach den Erkenntnissen zu der Zeit aussah, dass man es so machen könnte, 00:20:35.703 --> 00:20:38.183 Das mussten wir bitter lernen, die gibt es nicht. 00:20:38.963 --> 00:20:42.203 Dazu sind die Verluste zu groß. Unvermeidliche Verluste. 00:20:42.223 --> 00:20:44.583 Denn die Bedingungen auf der Sonne sind ja nun mal ganz andere. 00:20:44.703 --> 00:20:49.723 Da gibt es sehr viel davon. Es ist alles sehr dicht, es ist alles sehr heiß. 00:20:50.143 --> 00:20:53.603 Und obwohl die natürlich eine große Oberfläche hat und es auch ziemlich kalt 00:20:53.603 --> 00:20:58.403 drumherum ist, ist die Hitze und die Dichte innerhalb der Sonne so extrem, 00:20:58.543 --> 00:20:59.963 dass Fusion permanent stattfindet. 00:21:00.103 --> 00:21:04.103 Ja, die Sonne ist erstmal groß. Das hilft. 00:21:04.803 --> 00:21:11.843 Dann hat sie bezogen auf das Plasma einen nochmal deutlich, deutlich extremeren Materiezustand. 00:21:11.963 --> 00:21:17.003 Vor allem die Dichte ist erheblich höher als das, was wir mit vernünftigen Aufwand 00:21:17.003 --> 00:21:20.563 hier auf der Erde herstellen können, zumindest so als kontinuierliches System. 00:21:20.903 --> 00:21:25.923 Wir reden im Zentrum der Sonne, wo die Fusion stattfindet von einer Materiedichte, 00:21:25.923 --> 00:21:30.343 die etwa Faktor 1000 höher ist als unsere Festkörperdichte, unsere konsensierte 00:21:30.343 --> 00:21:31.663 Materie, die uns umgibt. 00:21:32.283 --> 00:21:35.443 Also unsere ganze Welt besteht ja im Großen und Ganzen aus kondensierter Materie. 00:21:35.803 --> 00:21:41.263 Also Steine, Wasser, letztlich auch Luft kann man da gut dazu zählen. 00:21:41.663 --> 00:21:42.943 Nicht ganz, das ist ein Übergang. 00:21:43.903 --> 00:21:46.863 Aber das ist ja alles tausendmal Dichte. Also das heißt wirklich ordentlich 00:21:46.863 --> 00:21:49.663 hohe Dichte und dann eben ordentlich hohe Temperatur. 00:21:49.763 --> 00:21:54.283 Und dann nimmt sich die Sonne einfach das Volumen und Zeit. Das heißt man wartet. 00:21:55.203 --> 00:21:56.343 Die Sonne kann warten. 00:21:57.883 --> 00:22:03.123 Und diese Kombination aus all den Dingen, die ist nicht gut. denn, 00:22:04.513 --> 00:22:09.973 Solchen Materiezustand können wir auf der Erde nicht mit vernünftigem Aufwand erzeugen. 00:22:10.173 --> 00:22:17.053 Und wenn ja annähernd für Nanosekunden, also für winzige Bruchteile von Sekunden, 00:22:17.193 --> 00:22:19.793 das ist das, was man in der Laserfusion versucht. 00:22:19.913 --> 00:22:24.313 Da nähert man sich tatsächlich dem Materiezustand im Zentrum der Sonne so halbwegs 00:22:24.313 --> 00:22:27.493 an und versucht also auf die Art und Weise das zu machen. 00:22:27.713 --> 00:22:34.973 Das ist aber offenbar eben halt ein Kurzzeitprozess. Also ein ganz kurzer Blitz, der so erzeugt wird. 00:22:35.133 --> 00:22:39.973 Also für einen Bruchteil in der Sekunde erzeugt man mal ein tatsächlich sonnenartiges Plasma. 00:22:40.153 --> 00:22:40.593 Minisonne. 00:22:40.893 --> 00:22:42.233 Die berühmte Minisonne. 00:22:44.253 --> 00:22:47.153 Darüber will ich hier auch gar nicht viel referieren. Das ist nicht unser Geschäft. 00:22:47.273 --> 00:22:52.973 Das ist ein komplett anderer Zweig der Plasmaphysik, mit dem ich mich nicht 00:22:52.973 --> 00:22:56.913 nur peripher beschäftige, weil er so anders ist. 00:22:57.193 --> 00:22:59.313 Den gibt es auch. Das ist der andere Pfad. 00:23:00.353 --> 00:23:04.333 Nebenbei gesagt, der ist auch schwierig. Da darf man sich nichts vormachen, 00:23:04.413 --> 00:23:08.693 dass man sagt, das ist die Abkürzung zu der Fusionsenergie auf Erden. 00:23:09.393 --> 00:23:13.433 Das ist auch ein sehr hartes Brot aus anderen Gründen. Aber wir wollen uns da 00:23:13.433 --> 00:23:14.513 nicht so sehr verheddern jetzt. 00:23:15.933 --> 00:23:20.833 Wir machen eben halt, die magnetische Fusion, die wir hier in Greifswald machen, 00:23:21.313 --> 00:23:23.073 basiert auf sehr dünnen Plasmen. 00:23:23.773 --> 00:23:28.613 Nicht sehr dünnen, sehr heißen Plasmen. Aber dieses sehr dünnen ist entscheidend. 00:23:28.613 --> 00:23:30.373 Also dünn im Sinne von nicht so dicht? 00:23:30.593 --> 00:23:34.953 Ja, Materiedichte. Also dünn, muss man es in eine Perspektive zu setzen. 00:23:35.173 --> 00:23:38.553 Wir reden etwa von Faktor 100.000 dünner als die Luft, die wir atmen. 00:23:38.893 --> 00:23:40.053 Also wirklich dünne Luft. 00:23:40.913 --> 00:23:47.093 Also wenn man so in die Atmosphäre nach oben reißt, irgendwann wird die Duft halt immer dünnert. 00:23:47.213 --> 00:23:50.373 Nicht so, das heißt wir sind dann irgendwo in der Jonsphäre oder sowas, 00:23:50.473 --> 00:23:53.513 also schon ganz oben in unserer Atmosphäre, wo bloß Reste davon sind. 00:23:54.033 --> 00:23:57.633 Das heißt, es ist sehr dünne Materie, die kann man mit einem Vertretbaren Aufwand sehr heiß bekommen. 00:23:58.273 --> 00:24:02.033 Hat den Vorteil, wenn man das miteinander multipliziert und mit den Faktoren 00:24:02.033 --> 00:24:04.953 versieht, die man da vorschreiben muss, dann kriegt man einen Druck. 00:24:05.633 --> 00:24:07.393 Und dieser Druck, das sind so, 00:24:08.504 --> 00:24:12.704 Drei bis fünf Bar als Gasdruck. 00:24:13.044 --> 00:24:14.624 Also so Fahrradreifen. 00:24:14.984 --> 00:24:18.844 Fahrradreifen, das hört sich so an, als könnte man das hinbekommen. Nicht so technisch. 00:24:19.064 --> 00:24:24.864 Bei der Sonne reden wir von Gigapascal, also von ganz anderen Drücken. 00:24:25.104 --> 00:24:27.764 Also das sind einfach diese typischen astronomischen Dimensionen, 00:24:27.904 --> 00:24:31.124 die also nur bei der Sonne durch Gravitation zusammengehalten werden können, 00:24:31.204 --> 00:24:32.524 weil die Sonne einfach so riesig ist. 00:24:34.204 --> 00:24:37.804 Also einen Gravitationseinschluss kann man auf der Erde nicht machen. 00:24:38.584 --> 00:24:43.504 Aber wir brauchen auf jeden Fall diesen Plasmazustand dieses Gases, 00:24:43.684 --> 00:24:45.264 auch wenn es nicht so dicht ist. 00:24:45.624 --> 00:24:49.584 Und man muss dem entgegenarbeiten, dass es nicht all die Wärme, 00:24:49.684 --> 00:24:53.624 die es braucht, um das aufrecht zu erhalten, sofort wieder verliert. 00:24:53.684 --> 00:24:56.724 Also muss man es in irgendeiner Form einpacken, einschließen, 00:24:57.144 --> 00:25:01.764 bei sich behalten, um sozusagen einen kontrollierten Ort zu haben, 00:25:01.904 --> 00:25:06.904 in dem eine Fusionsreaktion dann mehr oder weniger von alleine stattfindet. 00:25:06.904 --> 00:25:11.384 Das ist quasi ein Gefäß. Aber es ist ein immaterielles Gefäß. 00:25:11.944 --> 00:25:17.964 Denn auch dieses dünne Gas wohnt erstmal in einem Stahlgefäß. 00:25:18.204 --> 00:25:21.364 Und das Stahlgefäß ist halt kalt, hat Raumtemperatur. 00:25:22.530 --> 00:25:27.010 Und man muss dann noch für die Isolation noch ein immaterielles Gefäß schaffen, 00:25:27.210 --> 00:25:31.070 was dieses heiße Gas von den Wänden trennt. 00:25:31.210 --> 00:25:34.950 Das ist eben diese Wärmeisolationsaufgabe. Ansonsten hätte es einfach durch 00:25:34.950 --> 00:25:38.590 den Wärmekontakt, hätte das Gas Wandtemperatur. Und die reicht nicht. 00:25:39.450 --> 00:25:45.390 Dann passiert keine Fusion, sondern für Fusion braucht man tatsächlich exotisch hohe Temperaturen. 00:25:45.550 --> 00:25:51.410 Wir reden da so von 100, Größenordnung 100 Millionen Grad, was sich ganz erschreckend anhört. 00:25:52.050 --> 00:25:56.150 Man muss da aber im Kopf behalten, wir reden von einem sehr dünnen Gas. 00:25:57.290 --> 00:26:01.510 Und unser Temperaturbegriff, der ist ja ganz stark geprägt von der kondensierten 00:26:01.510 --> 00:26:07.650 Materie, also von der Tasse Tee oder von einer Herdplatte, das ist alles feste Materie. 00:26:08.670 --> 00:26:13.410 Und da sind 100 Grad oder 1000 Grad schon alles sehr heiß. 00:26:14.490 --> 00:26:18.030 1000 Grad ist schon verflixt heiß, also nicht unvorstellbar heiß, 00:26:18.050 --> 00:26:19.050 aber schon sehr, sehr heiß. 00:26:19.050 --> 00:26:23.570 Wenn wir von Lava reden, dann sind es um 2000 Grad und das ist so der Erfahrungsbereich 00:26:23.570 --> 00:26:28.750 und da hört sich 100 Millionen Grad natürlich irre an, ist es aber nicht, 00:26:28.930 --> 00:26:30.970 weil wir von einem sehr dünnen Gas reden. 00:26:31.450 --> 00:26:36.510 Und Temperatur ist ja in der Physik nichts anderes als eine Begrifflichkeit für Geschwindigkeit. 00:26:37.250 --> 00:26:38.510 Die Geschwindigkeit der Atome. 00:26:38.610 --> 00:26:44.270 Die Geschwindigkeit der Atome, der individuellen Atome in einem statistischen Mittel. 00:26:45.150 --> 00:26:49.330 Und wir müssen einfach nur diese Atome auf dieses Tempo bringen und beim dünnen 00:26:49.330 --> 00:26:50.690 Gas ist das sehr gut machbar. 00:26:51.550 --> 00:26:55.490 Allerdings beim Kontakt wieder mit der festen Materie, mit dem Kessel, 00:26:56.410 --> 00:26:59.950 würde man dieses Gas einfach nicht viel mehr als auf Raumtemperatur bekommen. 00:27:00.090 --> 00:27:03.630 Das heißt, man braucht eine Isolation und das ist ein immaterieller zweite Lager, 00:27:03.750 --> 00:27:06.730 ein zweites Gefäß. und das sind die berühmten Magnetfelder. 00:27:07.230 --> 00:27:11.810 Die das einschließen, das Plasma, damit es sozusagen bei sich bleibt und sie wärmen nicht ab. 00:27:11.830 --> 00:27:16.650 Man muss sich das wie ein Gefäß vorstellen. Wie so eine zweite Wand. 00:27:17.790 --> 00:27:22.770 Die zwischen der materiellen Wand, der Stahlwand, und dem eigentlichen Plasma 00:27:22.770 --> 00:27:24.010 ist, was man heiß machen möchte. 00:27:26.430 --> 00:27:30.210 Kein Styropor ist nichts Materielles, sondern eine immaterielle Isolation. 00:27:30.470 --> 00:27:34.850 Aber es ist de facto eine weitere Lage, ein weiteres Gefäß, was man dazwischen packt. 00:27:34.990 --> 00:27:38.230 Und die Form dieses Gefäßes, diese Form dieses Immateriellen, 00:27:38.310 --> 00:27:41.710 dieses magnetischen Gefäßes, die ist sehr wichtig. 00:27:42.530 --> 00:27:47.530 Klingt jetzt erstmal nach einem Rohr. Ja. Also man hat so einen außen umschließenden 00:27:47.530 --> 00:27:52.770 Mantel und dann soll das Plasma in der Mitte sein und durch Magnete hält man 00:27:52.770 --> 00:27:55.990 es sozusagen von dieser eigentlichen Wand des Rohres fern. 00:27:56.430 --> 00:28:00.490 Ja, also erstmal, also ein Rohr ist erstmal schon mal ein guter Ansatz. 00:28:00.730 --> 00:28:03.850 Damit haben wir auch angefangen. Erstmal mit einem geraden Rohr. 00:28:03.990 --> 00:28:07.630 Da hat man festgestellt, ein gerades Rohr hat natürlich zwei Enden. 00:28:09.010 --> 00:28:09.890 Wie die Wurst? 00:28:10.070 --> 00:28:14.670 Ja, die Wurst, so zwei Enden. Nur die Wurst hat zwei. Und an diesen Enden, 00:28:14.670 --> 00:28:15.990 das sind automatische Verlustflächen. 00:28:17.718 --> 00:28:22.098 Denn da steht dieses immaterielle Gefäß einfach in Kontakt wieder mit der kalten Wand. 00:28:23.298 --> 00:28:26.878 Das heißt, man ist gut beraten, dieses Rohr zu einem Ring zu biegen. 00:28:27.158 --> 00:28:28.998 Denn damit kann man die Magnetfeldlinien schließen. 00:28:29.158 --> 00:28:32.378 Aber man könnte doch auch die Magnetfelder an den Seiten so ausrichten, 00:28:32.558 --> 00:28:34.558 dass es auch an da nicht rankommt. 00:28:34.738 --> 00:28:37.658 Ja, hat man auch versucht. Also man hat das so zugequetscht. 00:28:37.918 --> 00:28:43.118 Das sind sogenannte Spiegelmaschinen, um diesen Kontakt mit der Wand zu verringern. 00:28:43.358 --> 00:28:46.738 Das hat auch was gebracht, aber es war am Ende dann doch nicht genug. 00:28:46.738 --> 00:28:48.618 Er hatte doch zu große Verluste. 00:28:50.458 --> 00:28:57.378 Denn das ist einfach ein nicht verhinderbarer Kontakt zwischen diesem Magnetfeld und der Wand. 00:28:57.798 --> 00:29:01.098 Da stoßen die Magnetfeldlinien auf die Wand und das bedeutet einen Kontakt. 00:29:01.718 --> 00:29:06.658 Das ist wie eine Lücke in der Isolation, wie ein Loch in der Isolation, 00:29:06.758 --> 00:29:08.458