Kernfusiontechnik
Nuclear Fusion Technology
Lehrveranstaltung 0000MW2427 im WS 2020/1
Basisdaten
| LV-Art | Vorlesung |
|---|---|
| Umfang | 3 SWS |
| betreuende Organisation | Lehrstuhl für Nukleartechnik (Prof. Macián-Juan) |
| Dozent(inn)en |
Antonino Cardella |
| Termine |
Mo, 16:00–17:30 Di, 16:00–17:30, MW 0430M |
Zuordnung zu Modulen
-
MW2427: Kernfusiontechnik (Kernfusiontechnik) / Nuclear Fusion Technology (Nuclear Fusion Technology)
Dieses Modul ist in den folgenden Katalogen enthalten:- Allgemeiner Katalog der nichtphysikalischen Wahlfächer
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| ergänzende Hinweise | Die Vorlesung ist eine Einführung in die Grundlagen der Kernfusionstechnologie und Kernfusionsreaktortechnik. Nach der Beschreibung des physikalischen Hintergrundes werden Funktionsprinzipien existierender und in Konstruktion befindlicher Fusionsmaschinen, mit dem Fokus auf den Tokamak-Reaktor, beschrieben. Ein wichtiger Teil des Kurses ist die Beschreibung fortschrittlicher Technologien, die in einigen Fällen auch in anderen Bereichen des High-Tech-Engineerings eingesetzt werden, wie z.b. - Supraleitende Magnete - Kryotechnik - Plasmatechnologien - Technologien für Komponenten mit hohem Wärmefluss - Hochleistungs-Radiofrequenz- und Mikrowellenheizung - Neutralstrahlinjektoren - Breeding Blankets Lektion 1: Hauptreaktionen der Kernfusion und Ansatz zur Fusion als Energiequelle • Warum Kernfusion • Hauptdefinitionen in der Kernphysik • Massendefekt und Bindungsenergie • Wichtige Kernfusionsreaktionen • Warum Kernfusion schwierig ist Lektion 2: Wege zur Kernfusion Teil 1: • Schwerkraft -> die STERNE • Der Tunneleffekt und der Hochenergie-Teil der Maxwell Verteilung Lektion 2: Wege zur Kernfusion Teil 2: • Beschleuniger • Der Querschnitt σ und die Reaktionsgeschwindigkeit • Erzeugung thermonuklearer Energie Lektion 3: Überblick über Kernfusionsanlagen 1 • Beschleuniger und Muon Catalised Fusion (Erwähnung) • Der thermonukleare Fusionsreaktor • Magnetische Begrenzung Lektion 4: Überblick über Kernfusionsanlagen 2 • Magnetische Confinement: - Das Tokamak-Konzept - Das Stellarator-Konzept - Magnetspiegelkonzept • Inertial Confinement • Der EU-Fahrplan für die kommerzielle Nutzung von Fusion im Jahr 2050 Lektion 5: Das Plasma • Was ist das Plasma? • Plasmaerscheinungen • Plasmaentladungen • Plasmaeigenschaften: - Debye-Abschirmung, elektrischer Widerstand - Runaway-Elektronen, Diamagnetismus - Der β-Parameter, Die Rotationstransformation und der Sicherheitsfaktor - Plasmaverluste Lektion 6: Plasma-Hauptbetrieb - Tokamaks Teil 1 • JET Tokamak • ITER Tokamak • Tokamak-Plasmabetrieb Lektion 7: Plasma-Hauptbetrieb - Tokamaks Teil 2 • Ein Betriebszyklus • Tokamak-Plasma-Confinement • Plasma-Instabilitäten • Plasmadisruption Lektion 8: Supraleitende Magnete • Supraleitung (Erwähnen) • Supraleiterproduktion • Supraleitende Magnete Technologie für Fusionsgeräte • W7-X-Magnete • ITER-Magnete • Nächster Schritt Lektion 9:Komponenten im Vakungefäss- Tokamak • Komponentenvor dem Plasma - Armour und Kühlkörper • Materialien und Verbindungstechnologien • Shielding Blankets • Divertorsystem • Spezielle Fertigungstechniken inkl. • Fortschrittliche Kühlsysteme Lektion 10: Vakuumgefäß und Kryostat - Tokamaks • Das Vakuumgefäß • Technologien zur Herstellung von Vakuumbehältern • Kryostat • Ultrahochvakuum Lektion 11: Brennstoffkreislauf und Breeding Blankets - Überblick MHD • Brennstoffkreislauf und Breeding Blankets (Theorie) • Brennstoffkreislauf und Breeding Blankets (Technologie) • Magnetohydrodynamik (Erwähnen) Lektion 12: Plasmaheizung Teil 1 • Ohmsche Heizung • Neutralstrahlinjektoren Lektion 13: Plasmaheizung Teil 2 • RF- und Mikrowellenheizung Lektion 14: Kryotechnik • Kryotechnik und kryogene Prozesse • Kühlzyklen und Verflüssigung von Gasen • Materialien für kryogene Anwendungen • Lagerung und Übertragung. |
|---|---|
| Links |
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Gleiche Lehrveranstaltungen (z. B. in anderen Semestern)
| Semester | Titel | Dozent(en) | Termine |
|---|---|---|---|
| WS 2021/2 | Kernfusiontechnik | Cardella, A. |
Mo, 16:00–17:30, MW 1250 Di, 17:00–18:30, MW 2050 |
| WS 2019/20 | Nuclear Fusion Technology | Cardella, A. |
Mo, 16:00–17:30, MW 1250 Di, 17:00–18:30, MW 2050 |