Anfrage um Rechtfertigungsrecht beim CEA
Anfrage um Rechtfertigungsrecht, gerichtet an den CEA
aufgrund der Veröffentlichung eines Textes, der meine Reputation beeinträchtigt
- Januar 2012
Am 17. November 2011 hat der CEA einen Text auf seiner Website veröffentlicht, der meine Schriften als intellektuelle Unredlichkeit bezeichnete. Hier ist der betreffende Text im Wortlaut, 4.625 Wörter, dreißigtausend Zeichen:
Reaktion auf den Artikel „ITER: Chronik einer angekündigten Pleite“ von Herrn Jean-Pierre Petit, der am 12. November 2011 in der Zeitschrift Nexus erschienen ist und vom Commissariat à l’Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives vorbereitet wurde. 17. November 2011.
Einleitung Die Argumentation in dem Artikel von Herrn J.P. Petit, Mitglied der französischen antiatomaren Vereinigung „Sortir du nucléaire“, die darauf abzielt, das ITER-Projekt durch unbegründete Ängste in Frage zu stellen, basiert auf ausgewählten, aus ihrem Kontext gerissenen Zitaten einer kürzlich am Institut für Forschung zur magnetischen Einschlussfusion des CEA angefertigten Doktorarbeit, die im November 2010 an der Doktorandenfakultät der École Polytechnique verteidigt wurde und sich speziell mit den Phänomenen von Störungen befasst, die während des Betriebs von ITER auftreten können.
Eine Störung, ein seit langem bekanntes Phänomen, ist eine Instabilität, die sich innerhalb eines Tokamak-Plasmas entwickeln kann. Aufgrund ihrer hohen Energie führt sie zum Zusammenbruch des magnetischen Einschlusses und äußert sich in einer starken elektrischen Entladung auf die Wand der Vakuumkammer, was die Gefahr einer Beschädigung dieser Wand mit sich bringt.
Diese hochwertige Dissertation beruht auf 50 Jahren Forschung einer weltweiten wissenschaftlichen Gemeinschaft von mehreren tausend Fachleuten und bildet die anerkannte Grundlage der derzeitigen wissenschaftlichen Diskussion zum Thema.
Es gibt eine umfangreiche Literatur zu diesem Thema, insbesondere in den regelmäßig in der Zeitschrift „Nuclear Fusion“ veröffentlichten Artikeln. Diese bilden die offizielle und öffentliche physikalische Grundlage für die Planung von ITER.
Da der Artikel von Herrn J.P. Petit ausschließlich ausgewählte Zitate aus Arbeiten herausgreift, die die Aufmerksamkeit der wissenschaftlichen Gemeinschaft gegenüber den Phänomenen der Störungen zu Recht unterstreichen, kann man nur zu dem Schluss kommen, dass Herr J.P. Petit bewusst politische Polemik und böswillige Absichten verfolgt und keinesfalls ein qualitativ hochwertiges wissenschaftliches Werk im Sinne eines konstruktiven kritischen Ansatzes vorlegt, das dazu dienen soll, das Thema voranzutreiben.
Wir bedauern, dass wissenschaftliche Informationen, die in renommierten internationalen Zeitschriften veröffentlicht wurden, ihre Autoren sowie die Leser des Artikels selbst in einem politisch motivierten Sinne missbraucht werden, was nichts mit der Forschung und dem Fortschritt des Wissens zu tun hat.
Durch ein solches intellektuell unredliches Verhalten disqualifiziert sich Herr J.P. Petit von sich aus von jeglichem wissenschaftlichen oder gesellschaftlichen Diskurs.
Dieses Dokument soll einerseits auf die offensichtlich falschen Aussagen von Herrn J.P. Petit in wissenschaftlicher Hinsicht und bezüglich der Unkenntnis des allgemeinen Forschungskontexts eingehen, andererseits dem Leser die wichtigsten Schlüssel zur Einsicht in diesen Kontext und die genaue Rolle, die ITER in den kommenden Jahrzehnten bei der Forschung zur magnetischen Fusion spielen soll, vermitteln.
Analyse der Kritik von Herrn J.P. Petit.
Der zentrale Punkt von Herrn J.P. Petits Argumentation ist, dass ITER den Störungen nicht standhalten könne, da diese einem schnellen Abbruch des Plasmas entsprechen. Wir analysieren nun punktweise die Kritikpunkte im Artikel (die Zitate aus dem Artikel sind kursiv gesetzt).
S. 91: „Aus dieser Lektüre ergibt sich, dass die magnetische Einschlussfusion und die Physik der Tokamaks, extrem komplex, von den Theoretikern keinesfalls beherrscht werden. Keine Modellierung des Verhaltens des Plasmas in diesen Maschinen ist repräsentativ, da es selbst mit den leistungsstärksten Supercomputern der Welt unmöglich bleibt, ein Problem mit 10²⁰ bis 10²² elektrisch geladenen Teilchen zu behandeln, die alle miteinander interagieren.“
Diese Aussage ist bemerkenswert von jemandem, der sich als „eminenten Spezialisten für Plasmaphysik“ bezeichnet. Es gibt zahlreiche Beispiele für Theorien und Modelle, die bereits für große Teilchenzahlen gut funktionieren. Tatsächlich ermöglicht die Magnetohydrodynamik (MHD) die Beschreibung der Dynamik eines Plasmas oder eines leitfähigen Fluids, das aus einer sehr großen Anzahl von Teilchen besteht. Die zurzeit verfügbaren Rechenleistungen erlauben sogar Simulationen in echter Größe. Es sei denn, Herr J.P. Petit würde seine eigenen Arbeiten, an denen er vor mehr als 20 Jahren beteiligt war, in Frage stellen, kann er ernsthaft nicht behaupten, dass die Simulation eines dynamischen Systems mit einer großen Anzahl von Teilchen unmöglich sei.
Dass gesagt, hat niemand jemals behauptet, dass Tokamaks auf der Basis numerischer Simulationen konzipiert werden müssten. In der Praxis basieren die technischen Spezifikationen eines Tokamaks bezüglich seiner Belastbarkeit gegenüber Störungen auf sogenannten „Ingenieurgesetzen“, die sich auf die charakteristischen Energien und Zeiten beziehen, die bei diesem Prozess auftreten. Die für ITER gewählten Werte wurden durch Experimente an zahlreichen Tokamaks während mehr als eines halben Jahrhunderts validiert. Numerische Simulationen von Störungen sind erst kürzlich aufgetaucht, insbesondere in der Dissertation von Herrn C. Reux, auf die Herr J.P. Petit großen Wert legt.
Tatsächlich sind die Ergebnisse sehr vielversprechend, auch wenn ihre Genauigkeit noch verbessert werden kann. Es sei nochmals betont, dass diese Simulationen eine zusätzliche Verfeinerung im Verständnis der Tokamak-Plasmen darstellen und nicht die Grundlage für die Konstruktion von ITER bilden, die bereits seit langem durch die oben erwähnten „Ingenieurgesetze“ validiert wurde.
S. 91: „Alle Tokamaks der Welt, einschließlich Tore Supra und JET, sind infolge sehr unterschiedlicher Ursachen unkontrollierbar geworden.“
Diese Behauptung ist offensichtlich falsch und völlig falsch: Tore Supra und JET funktionieren seit 1988 bzw. 1983 zufriedenstellend und absolut sicher, also über 20 Jahre für Tore Supra und fast 30 Jahre für JET. Störungen treten regelmäßig in diesen beiden Maschinen auf (wie in allen anderen auch), aber sie haben niemals zu einer Zerstörung oder zum Verlust des Einschlusses toxischer Produkte geführt, wie es Herr Petit in seiner Fantasie skizziert. 30 Jahre ohne größere Zwischenfälle sind sicherlich keine Situation, die man ehrlich als „unbeherrschbar“ bezeichnen könnte!
S. 92: „Störungen erzeugen Kräfte, die die Wandstrukturen wie Strohhalme verformen können.“ Die Elemente der ersten Wand und der Struktur von Tokamaks, insbesondere von ITER, sind selbstverständlich so ausgelegt, dass sie den durch Störungen erzeugten Kräften, einschließlich der stärksten vorstellbaren, standhalten können. Diese Elemente sind so angeordnet, dass die dabei auftretenden elektrischen Ströme minimiert werden, wodurch die Zugkräfte, denen sie ausgesetzt sind, begrenzt werden. Außerdem sind diese Elemente so konstruiert, dass sie im Falle extremen Schadens leicht austauschbar sind.
Das Foto im Artikel, das aus der Dissertation stammt (beschädigtes Element von Tore Supra infolge einer Störung), ist hier exemplarisch: Es zeigt eine „Nadel“ (Element der ersten Wand), die auf Tore Supra infolge einer Störung verformt wurde. Sie wurde ausgetauscht, die Strompfade wurden korrigiert, und Tore Supra funktionierte danach völlig normal!
Sicherlich werden während der schrittweisen Inbetriebnahme von ITER solche Situationen auftreten, und die festgestellten Mängel werden korrigiert, wie dies bei jeder industriellen oder Forschungsanlage in ihrer Anfangsphase der Betriebsphase der Fall ist (vgl. die Situation am CERN im Jahr 2009). Natürlich wird die Maschine mit geringeren Strömen als der Nennleistung getestet, um mögliche Schäden während dieser Inbetriebnahmephase zu minimieren.
S. 93: „Die Blitze, die dort unweigerlich auftreten, erreichen 15 Millionen Ampere (150 Millionen Ampere bei seinem Nachfolger DEMO). Eine solche Kraft wird die Vakuumkammer durchschlagen. Die Berylliumschicht … wird verdampft und verbreitet das Material, aus dem sie besteht, zusammen mit dem Tritium; strahlen- und toxisch, das in der Kammer enthalten ist.“ Diese Behauptung ist doppelt falsch. Angenommen, in einer extremen Situation würde eine Durchschlagung der Vakuumkammer auf ITER infolge einer Störung auftreten, würde kein Beryllium oder Tritium aus der Anlage austreten: Die Vakuumkammer ist von einer Reihe von Abschirmbarrieren umgeben, die durch Störungen nicht beeinträchtigt werden. Außerdem wird DEMO sicherlich nicht mit 150 MA betrieben, sondern mit Strömen im Bereich von ITER (15–20 MA). Die vorschnellen und überheblichen Extrapolationen von Herrn Petit zeigen seine tiefe Unkenntnis der Physik und Technologie von Tokamaks.
S. 93: „Die Laplace-Kräfte, die in Tausenden von Tonnen liegen, könnten die Strukturen der Maschine verformen und ihre Ersetzung, ja sogar die vollständige Neukonstruktion der Anlage erfordern.“
Eine Kraft in Tonnen zu messen ist von einer Person, die sich als Physiker bezeichnet, mehr als überraschend.
Eine Kraft wird in Newton gemessen, eine Masse in Gramm oder Tonne. Die durch ITER induzierten Laplace-Kräfte werden auf mehrere Milliarden Newton geschätzt. Die Strukturelemente von ITER sind so ausgelegt, dass sie diesen Kräften von mehreren Milliarden Newton standhalten – es wird daher keinesfalls notwendig sein, sie zu ersetzen. JET widersteht seit 30 Jahren Störungen, die Kräfte von mehreren Milliarden Newton erzeugen. Die Anlage ist so konstruiert, dass sie ohne Verformung solche Kräfte aushält.
S. 94: „Es gibt keine Möglichkeit, bestehende Daten zu extrapolieren und wiederzuverwenden … diese unvermeidlichen Vorfälle bei der Inbetriebnahme könnten die Zerstörung von ITER bereits bei den ersten Tests verursachen.“ Diese überheblichen Behauptungen sind falsch. Es gibt tatsächlich zuverlässige Methoden und Codes, um die sogenannten „Halo-Strom“-Werte, die Asymmetrie dieser Ströme in toroidaler Richtung sowie die auf die Vakuumkammer wirkenden Kräfte zu schätzen. Diese Schätzung basiert auf einer Datenbank („ITER Disruption Database“), die durch Beobachtungen an einer großen Zahl von Tokamaks unterschiedlicher Größen gespeist wird. Wie bereits erwähnt, gibt es auch immer präzisere numerische MHD-Simulationen, die unabhängig die Feinheiten von Störungen abschätzen können, diese wurden jedoch nicht für die Konstruktion von ITER verwendet, da die Entscheidungen vor der Entwicklung dieser Simulationsmethoden getroffen wurden. Heute werden sie für eine feinere Verständnisgewinnung, zur Überprüfung und zur Unterstützung der Planung von Inbetriebnahmeversuchen, zukünftiger Experimente und der Auswertung ihrer Ergebnisse eingesetzt. Es sei erneut darauf hingewiesen, dass die Inbetriebnahmeversuche von ITER mit reduziertem Plasmastrom (wie bei jeder anderen Maschine) durchgeführt werden, wobei die Leistung schrittweise erhöht wird, und daher in risikolosen Situationen für die Integrität der Maschine.
S. 94: „Es ist ebenso unvernünftig, zu hoffen, jemals einen Tokamak ohne Störung betreiben zu können, wie ein Sonne ohne Sonneneruptionen, Wetter ohne Wind oder Wolken oder ein Kochen in einem Topf voll Wasser ohne Wirbel zu erwarten.“ Ein Tokamak kann ohne Risiko einer Störung betrieben werden, wenn das Plasma gegenüber MHD-Moden stabil ist. Tatsächlich ist dies der Normalbetriebszustand der meisten Tokamaks, und ITER wird dieser Regel nicht entgehen. Hier ist darauf hinzuweisen, dass Instabilität und Turbulenz nicht dasselbe sind. Eine Störung wird durch eine völlig deterministische Instabilität verursacht. Wenn ein Plasma gegenüber dieser Instabilität stabil ist, gibt es keinen Grund, warum sie aufgrund der Reproduzierbarkeit einer deterministischen Physik auftreten sollte. Dieser sehr wichtige Punkt wurde durch die Analyse der bereits erwähnten ITER-Datenbank bestätigt: Es gibt keinen zufälligen Charakter beim Auslösen einer Störung, selbst wenn die zugrunde liegende Physik komplex ist. Eine Turbulenz (das Bild des Topfes) ist mit einer Vielzahl von Instabilitäten auf kleiner Skala verbunden. Tatsächlich ist eine Turbulenz chaotisch. Sie ist unvermeidbar, führt aber nicht zu einer Störung. Eine Störung kann in einen turbulente Zustand übergehen, aber erst nachdem die primäre Instabilität ausgelöst wurde. In diesem Punkt ist die Abbildung, die Herr J.P. Petit als Illustration verwendet, völlig unpassend: Sie zeigt eine Turbulenz, die nichts mit einer Störung zu tun hat.
Natürlich ist eines der Ziele von ITER, einen stabilen Betrieb gegenüber Störungen zu entwickeln. Sobald dieser Szenario gefunden ist, gibt es keinen Grund dafür, dass es spontan zu einer Störung kommt.
S. 95: „Störungen können jedes Element eines Tokamaks beschädigen, einschließlich seines supraleitenden Magnetisierungssystems, dessen Energie man sich vorstellen sollte als die eines Flugzeugträgers Charles de Gaulle, der mit 150 km/h fährt.“ Diese Aussage ist erneut falsch. Die Vakuumkammer wird durch eine Abschirmung geschützt, die die 14-MeV-Neutronen aus den Fusionsreaktionen stoppt, und damit umso mehr die schnellen Elektronen aus Störungen, die daher nicht bis zum Magneten gelangen. Wir wiederholen erneut: Die Strukturelemente, einschließlich des supraleitenden Magneten, sind so konstruiert, dass sie einer Störung standhalten. Die bei einer Störung freigesetzte Energie hat nichts mit der Energie des toroidalen Magneten zu tun. Vielmehr handelt es sich um den Energieinhalt des Plasmas (ca. 350 Megajoule bei vollem Leistungsbetrieb von ITER) und um die Energie des sogenannten poloidalen Magnetfeldes (ca. 400 MJ) – beide werden nicht gleichzeitig freigesetzt – daher nichts im Vergleich zu den genannten 51 Gigajoule oder einem irgendeinen Flugzeugträger, der mit 150 km/h fährt, selbst wenn es der Charles de Gaulle wäre.
S. 95: „Wenn man sich ein Bild von der Inbetriebnahme eines Tokamaks machen möchte, müsste man sich einen Maschinisten vorstellen, der einer Kessel und einigen Messgeräten gegenübersteht. Wenn die Nadel eines dieser Geräte auch nur zittert, besteht seine einzige Handlung darin, den Ofen mit einem Feuerlöscher zu überschwemmen.“ Nochmals: Missverständnis dessen, was ein Tokamak ist, und Manipulation der Fakten aus politischen Gründen. Tore Supra ist mit 40 kontinuierlich arbeitenden Messgeräten ausgestattet, JET mit etwa 80, und ITER wird noch mehr haben. Die Rede von „einigen Messgeräten“ ist mehr als reduzierend. Was den „Feuerlöscher“ betrifft, so beträgt die verfügbare Zeit zur Abschaltung oder Verlangsamung schneller Elektronen etwa 10 ms. Es wird geschätzt, dass man 10²² Elektronen pro Kubikmeter injizieren muss, um eine „sanfte“ Abschaltung zu erreichen (vgl. das Referenzdokument „ITER Physics Basis“, das die physikalischen Grundlagen für die Auslegung von ITER enthält, in „Nuclear Fusion“ veröffentlicht und von der gesamten weltweiten Gemeinschaft mitunterzeichnet wurde). Das ist keine unmögliche Aufgabe!
Tatsächlich ist die Untersuchung der massiven Gasinjektion als Mittel zur Abschaltung schneller Elektronen genau das Thema der Dissertation von C. Reux. Andere Techniken werden von mehreren Forschungsteams weltweit untersucht, darunter auch eine vom CEA, um diejenige mit den besten Leistungen bei geringstem Kosten auszuwählen.
Die derzeitigen Ergebnisse sind vielversprechend, und es ist durchaus vernünftig zu erwarten, dass eine oder sogar mehrere dieser innovativen Methoden, über die bereits verfügbare hinaus, bis 2019–2020 für den ersten Wasserstoffplasma-Test und mit noch größerer Wahrscheinlichkeit bis 2026 für den ersten Deuterium-Tritium-Plasma-Test bereit sein werden.
S. 95: „Es ist erstaunlich, dass die Atomenergieüberwachungsbehörde nie auf diese Gefährlichkeit hingewiesen hat …“ Es zeigt wirklich ein sehr schlechtes Verständnis der Atomenergieüberwachungsbehörden der sieben ITER-Partner (Japan, Südkorea, Indien, China, USA, Russische Föderation, Europäische Union) und Frankreichs, wenn man auch nur einen Moment annehmen würde, dass sie dies nie erwähnt hätten, wenn diese Störungen so gefährlich wären, wie Herr Petit sie fantasieren lässt.
Sein verletzlicher Satz soll den Eindruck erwecken, dass die Störungen den verschiedenen Bewertungsinstanzen verschwiegen wurden. Das ist natürlich nicht der Fall. Störungen werden in der Literatur ausführlich behandelt, insbesondere widmen mehr als 35 Seiten dem Thema das „ITER Physics Basis“, das 2007 in der Zeitschrift „Nuclear Fusion“ veröffentlicht wurde (ergänzend zum ursprünglichen Bericht von 1999).
Die internationalen Publikationen zu diesem Thema zählen in hunderten. Zu suggerieren, dass das Thema umgangen oder gar verheimlicht wurde, steht völlig im Gegensatz zur Realität.
Überraschend ist vielmehr, dass Herr J.P. Petit, der eine wissenschaftliche Herangehensweise reklamiert, seine überheblichen Aussagen hauptsächlich auf eine oberflächliche Lektüre der Dissertation von Herrn Reux stützt und die Tausenden von Seiten, die in international anerkannten wissenschaftlichen Zeitschriften diesem Thema über Störungen gewidmet sind, völlig ignoriert. Man kann daher nur verwundert sein über seine eigene Verwunderung.
*** Nachdem wir die Übertreibungen von Herrn Petit nachgewiesen haben, ist es nun an der Zeit, auf die berechtigten Fragen der Öffentlichkeit bezüglich des Forschungsprojekts ITER kurz und prägnant zu antworten: Wie genau funktioniert der Tokamak ITER und wie steht er im Hinblick auf Störungen?
Forschung zur magnetischen Fusion und die Rolle von ITER Die Forschung zur nuklearen Fusion mittels magnetischem Einschluss ist eine sogenannte „gesellschaftliche“ Forschung im Sinne, dass sie ein möglichst kohärentes Spektrum an wissenschaftlichen und technischen Kompetenzen mobilisiert, um ein einziges Ziel zu erreichen: die Entwicklung einer Energiequelle auf Basis der Fusion zweier leichter Kerne unter möglichst sicheren Bedingungen. Herr Petit erinnert in seiner Einleitung zu Recht daran, dass man die Fusion in einer sehr kurzen Zusammenfassung als die „Domestizierung“ der Fusionsenergie auf der Erde bezeichnen kann, jener Energie, die in den Sternen, insbesondere in der Sonne, entsteht. Eine wirklich gewaltige Aufgabe, der man sich widmen möchte!
Dieser Herausforderung, denn es ist eine solche, besteht zunächst darin, zu überprüfen, ob solche Reaktionen auf der Erde möglich sind und zwar in einer „menschlichen“ Größe. Die gute Nachricht, das greifbare und bemerkenswerte Ergebnis der wissenschaftlichen Gemeinschaft, ist, dass es tatsächlich möglich ist, einen Betriebspunkt für diese Fusionsreaktion zu finden, der mit einer „menschlichen“ Realisierung vereinbar ist.
Kurz gesagt, die physikalische Auslegung, auf die Bezug genommen wird, zeigt, dass ein Reaktor dieser Art in industriellen Anlagen realisierbar ist, die denen ähnlich sind, die wir heute für die Massenproduktion von Elektrizität kennen.
Dies stellt eine entscheidende Phase in der Fortsetzung dieser Forschung dar. Diese Phase wurde Ende der 1990er Jahre erreicht, insbesondere durch eine experimentelle Demonstration am europäischen Tokamak JET, die universell begrüßt wurde und damit eine lange, aber entscheidende Phase der Geschichte der Fusion – die „Pionierphase“ – abschloss. Mehrere Fachbücher wurden bereits über diese Phase der Geschichte der Fusion geschrieben, aber es ist wichtig, ihre wesentlichen Ergebnisse in einer für die breite Öffentlichkeit und für interessierte Personen verständlichen Sprache hervorzuheben.
Diese Pionierphase ist typischerweise in zwei Epochen unterteilt: Die erste Periode umfasst zwei Jahrzehnte zwischen der „Entgeheimnisung“ der Forschung (1958) und der Entscheidung zur Errichtung von JET (1980); die zweite Periode umfasst die folgenden zwei Jahrzehnte, geprägt durch die Nutzung der großen Tokamaks, wovon der größte heute noch JET ist, und führte zur gemeinsamen Entscheidung zur Errichtung von ITER (2005).
In der ersten Periode wurden weltweit zahlreiche Wege erforscht, wobei ein stark wettbewerbsorientierter Ansatz verfolgt wurde, um die sogenannte magnetische Konfiguration zu entwickeln, also jene „unsichtbare Box“, die dafür verantwortlich ist, das extrem heiße Plasma einzuschließen, wovon alle wissen, dass kein materieller Wall es halten kann.
Die Konfiguration, die in diesem Wettbewerb deutlich an erster Stelle lag, ist die Tokamak-Konfiguration, vorgeschlagen von russischen Forschern, und bis heute nicht abgelöst worden.
Andere Konfigurationen wurden rein und einfach ausgeschlossen, aber einige alternative Wege wurden bewahrt und sind heute noch aktuell. Dass die Tokamak-Konfiguration an erster Stelle lag, bedeutet nicht, dass sie perfekt oder ideal ist.
Die zweite Periode bestand darin, die Leistungsfähigkeit der Tokamak-Konfiguration zu definieren, also die „Ingenieurgesetze“ festzulegen, die es ermöglichen, die gewonnenen Ergebnisse auf die Konstruktion eines Reaktors zu extrapolieren.
Es ist entscheidend, hier zu verstehen, wie bei jedem industriellen Prozess, dass die Festlegung von „Ingenieurgesetzen“ nicht die vollständige Kenntnis der zugrunde liegenden Physik eines Phänomens erfordert.
Dies ist beispielsweise bei der Luftfahrt der Fall: Unsere Flugzeuge fliegen seit über 100 Jahren, unsere Raketen erreichen seit über 40 Jahren den Mond, aber die Physik der Turbulenz um eine Flugzeugflügel, obwohl sie in groben Zügen verstanden wird, ist immer noch nicht vollständig „gelöst“ und Gegenstand aktueller Forschung. Die ersten Autos wurden von Menschen entwickelt und verkauft, die die Thermodynamik des Verbrennungsmotors in all seiner Komplexität nicht beherrschten. Der normale Prozess bei einer solchen Forschung, deren Ziel nicht einfach die Erkenntnis für sich ist, sondern die Erkenntnis, um einem Bedarf zu begegnen, und die Entwicklung eines innovativen Geräts oder Verfahrens erfordert, das viele Kenntnisse und Fähigkeiten integriert, besteht stets darin, experimentelle Informationen (man baut Prototypen, lässt sie laufen, misst die Studienparameter und analysiert die Ergebnisse, um das System im Betrieb zu modellieren und damit zu beherrschen), theoretische Informationen (man fragt sich nach den physikalischen Prozessen, die das Phänomen regieren, stellt Gleichungen auf, löst sie und vergleicht sie mit den Ergebnissen der Experimente) sowie auch „Ingenieurmodelle“, die Verhaltensweisen ad hoc nachbilden und in der Regel einfache Gesetze mit an die Erfahrung angepassten Parametern sind. Die ständige Iteration zwischen diesen Aktivitäten ermöglicht eine kontinuierliche Fortschrittsentwicklung.
Herr Petit vermischt hier in seiner gesamten Analyse die verschiedenen Aspekte, und obwohl die Plasmaphysik noch weit davon entfernt ist, in ihren grundlegendsten Aspekten vollständig verstanden zu sein, ist es völlig falsch, zu behaupten, dass dieses Wissen Voraussetzung für den ordnungsgemäßen Betrieb von ITER ist.
Es ist viel zu schnell, oder sehr naiv, den gesamten Prozess der angewandten Forschung zu ignorieren oder zu betrachten. Andererseits wird die wissenschaftliche Gemeinschaft der Fusion ihre Bemühungen um tieferes Verständnis nicht aufgeben, da dies die letzte Schlüsselrolle für die Optimierung eines solchen Prozesses ist. Die Entwicklung der Simulationen auf höchstem weltweitem Niveau, die massive Nutzung der fortschrittlichsten Rechenressourcen belegen dies, wenn es denn nötig wäre. Frankreich kann selbst stolz darauf sein, diese Forschung auf den vordersten internationalen Plätzen in bestimmten Bereichen zu führen, wie zum Beispiel bei den turbulenten Prozessen, die den Plasmaeinschluss steuern, der Schlüssel für die Leistung, und der nichtlinearen Magnetohydrodynamik (MHD), die die Stabilität des Plasmas regiert.
Herr Petit, der sich selbst als ehemaligen Spezialisten der MHD bezeichnet, kann nicht über die beträchtlichen Fortschritte bei den MHD-Simulationen von Tokamak-Plasmen, die teilweise von Herrn Cédric Reux in der Dissertation, die Herr Petit selbst so großzügig zitiert, durchgeführt wurden, nicht informiert sein.
Was ist nun mit ITER und welche genaue Rolle spielt es? Wenn es eine Idee gibt, die bei der Rede über ITER hartnäckig bleibt, dann ist es die, dieses komplexe und groß angelegte Projekt am Ende der Geschichte zu sehen.
Bevor man sich die Frage stellt, was ITER ist, muss man zunächst verstehen, was es nicht ist. ITER ist kein Fusionsreaktor, weder kommerziell noch als Prototyp vorgesehen.
ITER ist jedoch eine fortgeschrittene Forschungsmaschine, das Ergebnis der vollständigen Synthese der Ergebnisse der Pionierzeit, die, wie wir bereits betont haben, die wissenschaftliche Machbarkeit der magnetischen Fusion bestätigt hat. Diese Arbeiten hätten beispielsweise auch ergeben können, dass die Physik eine „Maschine“ von 100 Metern Durchmesser erfordert oder ein Magnetfeld, das mit dem physikalisch Möglichen unvereinbar wäre. Das ist nicht der Fall, und es sind gerade die entwickelten und mit wissenschaftlicher Sorgfalt getesteten Skalengesetze, die uns dies ermöglichen. Die Ergebnisse von JET Ende der 1990er Jahre haben tatsächlich bestätigt, dass man mit dem realen Gemisch aus Deuterium und Tritium genau das erhielt, was man aus den Ergebnissen mit reinem Deuterium extrapoliert hatte. Herr Petit hat Recht, wenn er sagt, dass das Vorhandensein von Tritium für die Produktion der Fusionsreaktion unbedingt erforderlich ist, aber er hat unrecht, wenn er suggeriert, dass man Tritium nicht verwendet, weil es teuer oder „gefährlich“ sei. Es gab keinen vernünftigen Grund, alle Entwicklungen und Tests mit Tritium auf JET durchzuführen, da man das Verhalten von Fusionsplasmen (und in diesem Fall aufgrund der grundlegenden Prinzipien der Quantenmechanik) aus Deuteriumplasmen extrapolieren konnte.
Die Frage des Tritiums ist im Wesentlichen vom Rest der physikalischen Frage getrennt, und seine Anwesenheit wird erst notwendig, wenn man zur „echten Größe“ übergeht – genau das ist eines der ersten Ziele von ITER.
ITER wurde seit den 1990er Jahren spezifische wissenschaftliche Aufgaben zugewiesen, die mit Fragen verbunden sind, auf die er antworten soll, oder Extrapolationen, die er bestätigen soll, da er der Erste sein wird, der sie in echter Größe erhalten kann. Diese wissenschaftlichen Aufgaben sind im Wesentlichen von drei Arten:
Erzeugung von Deuterium- und Tritiumplasmen, bei denen die Energie, die die Reaktion freisetzt, die Energie übertrifft, die zur Aufrechterhaltung des Prozesses erforderlich ist. Der gewünschte Verstärkungsfaktor wurde auf etwa 10 festgelegt, zwischen der eingespeisten Leistung zur Auslösung der Reaktion und der Leistung, die innerhalb des Plasmas erzielt wird. Um dieses entscheidende Ergebnis zu erzielen, muss ITER nicht nur bestätigen, dass die Extrapolationen korrekt sind, sondern auch wesentliche Ergebnisse über das Verhalten solcher Plasmen hinsichtlich Einschluss und Stabilität liefern.
Erzeugung von Deuterium- und Tritiumplasmen, bei denen die Energie, die die Reaktion freisetzt, signifikant zur Aufrechterhaltung des Prozesses beiträgt und zusätzlich unter Bedingungen, die den Betrieb eines Reaktors vorwegnehmen, also nahe an dem, was wir stationär nennen. Diese zweite Bedingung stellt zusätzliche Anforderungen an die Stromversorgung des Plasmas selbst durch zusätzliche Leistungssysteme.
Schließlich: Testen von Zuständen, die dem sogenannten „Zünden“ nahekommen, also Zuständen, bei denen versucht wird, die insgesamt eingespeiste Leistung zu minimieren, um den Betriebspunkt eines zukünftigen Reaktors besser zu verstehen. In Verbindung mit den oben genannten wissenschaftlichen Aufgaben, die ITER zugewiesen wurden, markiert ITER auch den Beginn einer neuen Ära für die Fusion, da er auch die technologische Machbarkeit des Prozesses demonstrieren muss.
Das bedeutet, dass ITER letztendlich nachweisen muss, ob die magnetische Fusion ein Verfahren ist, das zu einer Reihe von Reaktoren führen kann, die völlig anders sind als die derzeit existierenden.
Dieses Ziel wird von allen Beteiligten mit größter Ernsthaftigkeit betrachtet, wobei jeder seine jeweilige Rolle spielt. Das ITER-Team ist dafür verantwortlich, eine Maschine vorzuschlagen, die letztendlich diese Aufgabe erfüllen muss, sowie die experimentellen Protokolle, die nacheinander von der Atomenergieüberwachungsbehörde bestätigt werden müssen, bevor die Inbetriebnahme und die Einführung von Tritium in die Maschine erfolgen.
Wie bereits erwähnt, kann ITER funktionieren – und wird funktionieren – ohne Tritium, bis alle Schritte bestätigt wurden.
Dies ist der Hauptgrund dafür, dass der experimentelle Plan von ITER derzeit zwischen 5 und 7 Jahre Betrieb vor der Einführung von Tritium vorsieht.
Danach wird ITER schrittweise mit Tritium arbeiten, bis die vorgesehenen Leistungsziele erreicht sind. Während dieses Prozesses werden alle Komponenten und physikalischen Prozesse erneut getestet, modelliert und mit den Vorhersagen verglichen, wodurch der Fortschritt des Prozesses weitergeführt wird, diesmal jedoch integriert. Wenn die Ergebnisse die heutigen Erwartungen erfüllen, wird dies die magnetische Fusion als ausreichend reif für die nächste Phase des Reaktorprototyps (häufig als DEMO bezeichnet) mit insbesondere industriellen und rentablen Dimensionen validieren, die von den Aufgaben von ITER abweichen.
Die Webseite des CEA, von der dieses Dokument stammt,
http://www-fusion-magnetique.cea.fr/en_savoir_plus/articles/disruptions
die auch eine englische Übersetzung enthält.
Erste Bemerkung, bezüglich „der Produktion von ausgeschnittenen Zitaten“ haben die anonymen Autoren dieses Dokuments diesen umfassenderen Text übersehen, der bereits seit Monaten auf meiner Website online war und sich auf 880 Zeilen aus der Dissertation von Cédric Reux stützte:
Im September 2011 fand in Princeton, USA, eine Konferenz über zukünftige Hochleistungstokamaks statt:
http://advprojects.pppl.gov/ROADMAPPING/presentations.asp
Auf dieser Konferenz hielt Professor Glen Wurden (20 Jahre Erfahrung mit Fusionsmaschinen und Tokamaks):
einen Vortrag mit dem Titel:
Das bedeutet:
Bewertung der Risiken und Folgen von Störungen in großen Tokamaks
http://advprojects.pppl.gov/ROADMAPPING/presentations/MFE_POSTERS/WURDEN_Disruption_RiskPOSTER.pdf
Seine Schlussfolgerungen sind mit meinen identisch.
Als diese Präsentation als PowerPoint vorlag, hatte der Autor zwei Videos eingefügt. Das erste sollte veranschaulichen, was bei der Explosion einer Sprengladung geschieht. Hier ist die betreffende Seite 18:
Während seiner Präsentation hörte man den Geräusch eines Kilogramms Hochleistungs-Sprengstoff (unter einer blauen Zeltplane, in der linken Abbildung).
Hier dieselbe Seite, nun ins Französische übersetzt, die Pfeil zeigt die betreffende Abbildung an:
****Zum Ansehen des ersten Videos
Während eines einstündigen Telefongesprächs erklärte ich ihm, dass ich wünschte, dass Franzosen Zugang zu diesen Videos erhalten könnten, und er schickte sie mir sofort.
Auf Seite 25 zeigt Wurden einen Film, der mit 2000 Bildern pro Sekunde aufgenommen wurde und die Auswirkungen einer Avalanche von abgelösten Elektronen auf die Wand des Tokamak TFTR zeigt. Bei diesem Versuch betrug die Stromstärke des Plasmas 1,6 Millionen Ampere. Die Störung erzeugt eine Entladung abgelöster Elektronen von 700.000 Ampere. Nachfolgend habe ich die Seite direkt ins Französische übersetzt und die zugehörige Abbildung rot umrandet:
****Zum Ansehen des zweiten Videos.
Diese Bilder könnten einige Leser verwirren. Tatsächlich zeigt der Film eine Folge von Negativen, wobei die dunklen Bereiche tatsächlich Licht emittieren. Nachfolgend habe ich einige Bilder extrahiert und eine Schwarz-Weiß-Umkehrung vorgenommen.
Man sieht die Debris-Regen, die durch die Explosion einer Beschichtungsplatte entstehen, verursacht durch den Aufprall einer Avalanche abgelöster Elektronen mit einer Stromstärke von 700.000 Ampere. Dieser unkontrollierbare Vorgang kann jede Stelle der Kammer treffen, einschließlich des Teils der ersten Wand, der mit einem kleinen Zentimeter Beryllium (hochgiftig und karzinogen) bedeckt sein wird. Denken Sie daran, dass für ITER der Verstärkungsfaktor durch den Avalancheeffekt (berechnet) von 1016 beträgt, gegenüber 104 für JET und Tore Supra. Die Störungsströme bei ITER wurden auf 11 Millionen Ampere geschätzt.
Im Artikel, der die zehn Seiten Reaktion des CEA auslöste, die am Anfang dieser Seite wiedergegeben werden, wird ein Foto aus der Maschine Tore-Supra erwähnt. Der Ton lässt vermuten, dass alles heute wieder unter Kontrolle sei. Für Informationen: Dies wurde in einer Konferenz 2011 kommentiert. Folgendes Zitat:
Zwischen Bild 1 und 2 vergeht nur ein halber Millisekunden (was erklärt, warum eine Intervention bei einem derart kurzen Phänomen so schwierig ist). Der Aufprall der relativistischen Entladung abgelöster Elektronen („runaway“ genannt von Anglo-Saxons) ist im kleinen roten Kreis in Abbildung 1 sichtbar. Sehr konzentriert. Dieser Aufprall auf Ziegel aus kohlenstoffhaltigem CFC löst sofort das Abreißen und Ionisieren der Atome aus, die die Kammer sofort ausfüllen. Daher diese vollständig überbelichtete Abbildung 3. Abbildung 4 zeigt die ausgestoßenen Kohlenstofffragmente. Versuchen Sie, sich das mit ... Beryllium vorzustellen.
Nur eine kurze Bemerkung: Wenn Sie meine oder meine Arbeiten über Tokamaks gelesen haben, haben Sie gesehen, dass das Magnetfeld, das versucht, Ionen und Elektronen zu kontrollieren, Linien in Form von wenig gewundenen Spiralen besitzt (die weißen Pfeile auf dem roten Plasmahintergrund).
Ohne diese „poloidale“ Komponente, die durch den Plasmastrom erzeugt wird, würde sich dieses Feld nicht spiralförmig ausbilden. Die Feldlinien wären einfache Kreise (blau).
Toroidales Magnetfeld (blaue Feldlinien, rote Spulen)
Da die Spulen jedoch näher am Maschinenachse enger liegen, ist das Feld in dieser Region stärker. Nun gilt:
- Plasmen fliehen Regionen mit starkem Magnetfeld.
Auf dieser Grundlage entstand die Idee, sie einzuschließen, da das Feld in der Nähe der Wicklungen stärker ist, unabhängig davon, ob diese supraleitend sind oder nicht.
Zwei Kräfte wirken nun gegeneinander. Die Druckkräfte im Plasma, die mit Dichte und Temperatur zunehmen, gemäß der Beziehung
p = n k T
wobei p der Druck, n die Anzahl der Ionen pro Volumeneinheit und T die absolute Temperatur ist. k ist die Boltzmann-Konstante, die beträgt
k = 1,38 × 10⁻²³
Man kann diese Geschichte der Einschließung zusammenfassend mit einer magnetischen Druckkraft beschreiben:
In einer toroidalen Kammer mit Spulen ist das Feld in der Nähe des Achsenabschnitts stärker, wo die Windungen enger liegen. Der magnetische Druck ist dort stärker und drängt das Plasma nach außen. Nicht gut ...
1951 schlug der amerikanische Pionier der Plasmaphysik, Lyman Spitzer (1914–1997), sofort vor, die Kammer so zu verformen, dass sie einer Spiralband ähnelt.
L. Spitzer, verstorben 1997
So entstand die Idee des Stellarators.
Der Stellarator
Jeder findet das unglaublich kompliziert (und daher teuer). Die Forscher ziehen stattdessen eine Idee vor, die aus dem Kältebereich stammt und die Russen erst 1958 enthüllten: einen Plasmastrom im Torus zu erzeugen, der durch Induktion entsteht und eine Komponente zum Magnetfeld hinzufügt, wodurch das Plasma wie mit einem "elektromagnetischen Löffel" rotiert. Das scheint einfacher zu sein als dieses Alptraum-Design des Stellarators.
Aber gerade dieser Plasmastrom (1,5 Millionen Ampere in Tore Supra, 4,8 Millionen in JET und 15 in ITER) verursacht die Störungen. Dieser Strom macht alle Tokamaks fundamentally instabil.
In Bezug auf Plasmen entstehen Instabilitäten, wenn das Magnetfeld durch einen Strom erzeugt wird, der im Plasma fließt (das ist bei der Sonne der Fall, die ebenfalls ihre eigenen MHD-Instabilitäten hat, die sich in perfekte Analoga der Störungen verwandeln – die Sonneneruptionen).
Sonneneruption Die obige Abbildung ist sehr aussagekräftig. Obwohl wir keine genaue Vorstellung davon haben, was genau unter der Oberfläche der Sonne geschieht, die bei 6000°C liegt, ist anzunehmen, dass ihr „Untergrund“ aus „Nudeln“, aus Strömen von Leitungen, mit komplizierter Geometrie besteht. Stellen Sie sich eine Kugel vor, die mit Fahrradreifen, mehr oder weniger aufgeblasen, gefüllt ist. Der Luftdruck in diesen Reifen ist der Plasmadruck. Der magnetische Druck ist die Gegenkraft, die durch die Spannungen im Gummi dieser Leitungsrohre entsteht.
Gelegentlich wird der Plasmadruck in einer dieser „Reifenkammern“ höher als der magnetische Einschlussdruck. Dann bricht er aus der Sonnenoberfläche hervor und bildet eine schöne Bogenform, wie oben sichtbar. Das ist MHD zu 150 %. Diese Bögen entfalten sich über der Sonnenoberfläche. In der oberen Region sind die Magnetfeldlinien weniger dicht. Das bedeutet, dass das Magnetfeld oben im Bogen schwächer ist als dort, wo er „Fuß“ hat. Wir wissen, dass Plasmen die Regionen mit stärkerem Magnetfeld vermeiden.
So verhalten sich die beiden Säulen dieses Plasmabogens wie natürliche Teilchenbeschleuniger, die den Ionen und Elektronen eine starke Aufwärtsbewegung verleihen, die dann an der Spitze des Bogens kollidieren. Diese erlangte Geschwindigkeit verwandelt sich in thermische Bewegungsenergie, also in Druck. Dieser Druck platzt die Spitze des Bogens wie eine Hernie eines Reifens, der den Luftdruck nicht mehr halten kann.
Der Bogen verwandelt sich dann in zwei Plasmastrahlen, die Ionen und Elektronen ausspucken, die ein Medium mit Temperaturen zwischen 3 und 10 Millionen Grad bilden. So erklärt sich die hohe Temperatur der Sonnenkorona sowie die heftigen Stürme, die die obere Erdatmosphäre nahe den magnetischen Polen der Erde treffen, wenn die Sonne wütet.
Unten links bleibt von einem Sonnenbogen-Eruption übrig: ein hochenergetischer Strahl. Bei uns sind die Nordlichter die physikalischen Effekte in der oberen Atmosphäre, die durch Störungen in der Sonne verursacht werden, die periodisch auftreten und „Ingenieurgesetzen“ folgen (was eine andere Art ist, zu sagen, dass wir nicht wissen, wie es funktioniert).
Im Stellarator gibt es keinen Plasmastrom, daher keine Störungen! Die Idee gewinnt wieder an Boden. Die Japaner haben einen gebaut. Die Deutschen schließen ihren (Wendelstein 7X in Greifswald, am Max-Planck-Institut) ab.
Schauen Sie sich seine Spulen an, sie sind ... ungeschickt:
50 supraleitende Spulen für den deutschen Stellarator.
Seit der Erfindung der Elektrizität weiß man, dass ein Strom in einer Spule Kräfte erzeugt, die sie zum Platzen bringen. Das haben Sie alle im Gymnasium gesehen.
In den sechziger Jahren fertigten wir in meinem Labor Spulen an, durch die 54.000 Ampere flossen. Man musste sie wirklich stark befestigen, sonst fanden wir sie ... in den Wänden! (Denken Sie daran, dass ich vorher Experimentator war. Für diejenigen, die einwenden würden, dass diese Erfahrung weit zurückliegt, erinnere ich daran, dass meine letzte Präsentation auf einer großen internationalen MHD-Konferenz in Jeju, Korea, im September 2010 stattfand. Eine Arbeit, die ... in einer Garage entstand).
Die Spulen der Maschine Tore Supra sind einfache Kreise, daher sind die Probleme der Materialfestigkeit von vornherein minimiert.
Die Kammer von Tore Supra, kreisförmig im Querschnitt
Die Spulen des JET haben die Form des Buchstabens „D“. Aber sie befinden sich in einer Ebene. Trotzdem müssen sie gut befestigt werden, da die Kräfte, die mit einem Feld von 5,38 Tesla verbunden sind, beträchtlich sind.
Die Spulen des deutschen Stellarators, die ungeschickt sind, verursachen mechanische Belastungsprobleme. Daher werden sie nur 3 Tesla erzeugen (was einen 3-mal geringeren magnetischen Einschlussdruck als im JET ergibt). In einer toroidalen Kammer muss das Verhältnis magnetischer Druck zu Plasmadruck etwa 10 betragen, um das Plasma einzuschließen. Verliert man einen Faktor 3, ist man automatisch durch den Plasmadruck begrenzt, also durch Dichte und Temperatur. Das Volumen des Feldes des deutschen Stellarators bleibt bescheiden: 30 Kubikmeter, gegenüber 100 Kubikmeter beim JET und 850 beim ITER.
Dokumentation über den deutschen Stellarator:
Durchmesser: 16 m Höhe: 5 m Durchmesser des Plasmafaden: 5,5 m Feld: 3 Tesla Betriebszeit: bis zu 30 Minuten Heizsysteme: Mikrowellen, Neutroneinblasung, Radiofrequenzen Anzahl der Öffnungen für Messungen: 250 Plasma-Volumen: 30 Kubikmeter Inhalt: 0,005 bis 0,03 Gramm Die Abwesenheit eines Plasmastroms schützt den Stellarator vor Störungen.
Je ungeschickter, desto besser...
Ein Querschnitt der Kammer des deutschen Stellarator Wendelstein 7X Gerät zur Aufnahme der Zerstörungskräfte der supraleitenden Spulen Hallo, wie komplex die Technologie ist!
Ist der Tokamak rettbar als Maschine, die eines Tages dem Menschen die Nutzung der Fusionsenergie ermöglichen könnte? Manche zweifeln daran. Viele, ehrlich gesagt. Der Zweifel breitet sich aus wie Öl auf Wasser. Diese verflixten Störungen verderben den Forschern das Leben seit Jahrzehnten! Schauen Sie sich die letzte Folie von Wurdens Vortrag an:
Die französische Übersetzung ist zuverlässig. Alles ist in dieser Seite zusammengefasst. Dort steht die Angst, dass der Misserfolg großer Tokamaks (also von ITER) der Fusionsforschung einen Schaden zufügen könnte. Und ganz unten sieht man, dass Wurden, der als Berater mit den Deutschen zusammenarbeitet, weiterhin einen Blick auf den Stellarator wirft.
Ist dies die Lösung? Wer könnte das sagen? In einem „großen Stellarator“, in dem man die Fusion erzeugen und Bedingungen für ein brennendes Plasma ohne Störungen erforschen könnte, bliebe das ungelöste Problem der Widerstandsfähigkeit der ersten Wand gegenüber dem Neutronenstrom von 14 MeV. Dieses Problem hätte man längst mit einer IFMIF-Anlage angehen müssen, die jedoch bis heute nur auf Papier bleibt.
Seite zur a neutronischen Fusion**
Ich habe mit Valentin Smirnov nicht über den geplanten russischen Z-Pinch gesprochen. Jedoch, vorausgesetzt, dass die Gleichverteilungszeit viel größer ist als die Alfven-Durchgangszeit, sind die Ionenviskosität und die Iontemperatur dominant. Das ergibt natürlich keine maximale Strahlung, aber die höchsten Iontemperaturen. Bei 26 MA und derselben Leitdichte würde ich erwarten, dass die Iontemperatur 1,7-mal höher ist als der vorherige Wert von 200–300 keV.
Haines sagt mir, dass er mit Valentin Smirnov, Direktor der Abteilung für Fusionsforschung am Kutatov-Institut in Moskau, über das russische Projekt nicht gesprochen hat. Er bestätigt, was er mir in Biarritz sagte, nämlich dass die Amerikaner mit ihren 26 Millionen Ampere 500 keV erreichen sollten, also fünf Milliarden Grad.
In dieser Logik sollten die Russen, die (nach persönlicher Mitteilung von Smirnov) eine Maschine bauen, die 50 Millionen Ampere in 150 Nanosekunden erzeugt, mit einem „sphärischen Liner“ (erfunden vom Russen Zakharov) und einer primären Energiequelle in Form eines festen Sprengstoffs, logischerweise 18 Milliarden Grad erreichen.
Man findet es in Wikipedia. Der Artikel erwähnt, dass die erzeugte Energie dann direkt durch Induktion umgewandelt werden kann, wie ich bereits 2006 angemerkt hatte (ich würde gerne einen Blick auf den Artikel von Miley aus dem Jahr 1993 werfen, der in der Seite zitiert wird).
Dort findet man eine Tabelle, die insbesondere das Verhältnis der von Fusionsreaktionen erzeugten Leistung im Vergleich zu den Verlusten durch Strahlung (Bremsstrahlung) angibt. Dieses Verhältnis ist für die Deuterium-Tritium-Fusion sehr vorteilhaft. Die Tabelle zeigt die minimale zu erreichende Temperatur an: 300 keV für Bor-Wasserstoff, weit übertroffen bei Z-Pinches. Aber ein Verhältnis von Fusionsleistung zu Strahlungsverlusten unter 1 (0,57) scheint diese Technologie a priori zum Scheitern verurteilt.
Doch diese Berechnungsergebnisse basieren auf einer Gleichheit von Ionen- und Elektronentemperaturen. In einer Z-Maschine ist die Iontemperatur mehr als zweihundertmal höher als die Elektronentemperatur. Die Verluste durch Bremsstrahlung steigen proportional zur Quadratwurzel der Elektronentemperatur (wie die Elektronengeschwindigkeit). Man muss daher 0,57 mit der Quadratwurzel aus 227 multiplizieren, also mit einem Faktor 15. Das Verhältnis von erzeugter Fusionsleistung zu Verlusten würde dann auf 8,58 ansteigen.
Warum ein solcher Zustand „umgekehrter Nicht-Gleichgewichts“? Weil bei der Implosion der Drähte Ionen und Elektronen identische Geschwindigkeiten erlangen (600 km/s). Diese kinetischen Energien werden in thermische Bewegungsenergie umgewandelt. Diese Thermalisierung erfolgt sehr schnell (weniger als eine Nanosekunde für das Ionen-Gas, etwas länger für die Elektronen). Aber die charakteristische Zeit für die Gleichverteilung der Energien, die sich dem thermodynamischen Gleichgewicht nähert, ist viel länger (siehe den Artikel von Haines aus dem Jahr 2006).
Eine kurze Bemerkung: Es wäre gut, diese Präzisionen auf dieser Wikipedia-Seite zu ergänzen. Jemand muss es für mich tun. Denn ich kann es nicht, da ich 2005 lebenslang von einer Gruppe anonyme Administratoren ausgeschlossen wurde. Grund: Ich habe die Identität eines gewissen Yacine Jolivet, theoretischen Physikers und Doktorand an der Normale Sup, enthüllt, der ständig Unsinn redete. Ich hatte ihm eine Erklärung „face to face“ in seinem Labor angeboten. Doch indem ich ihm dabei die Maske abnahm, beging ich in der Wikipedia-Logik ein unverzeihliches Verbrechen. Seitdem, mit seinem Doktortitel über Superstrings in der Tasche, arbeitet Dolivet in einer Bank. Ich hoffe, dass er dort unter seinem echten Namen arbeitet.
Es gäbe also eine mögliche Technologie, die es wert wäre, untersucht zu werden. Und da die „Stadt der Energie“, die in Cadarache im Polygone mit ITER errichtet wurde, scheinbar offen für alle möglichen Lösungen ist (siehe unten), warum baut man dort nicht eine Z-Maschine? (Kosten: ein Hundertstel von ITER). Ich könnte erfahrene Forscher finden, die ein solches Projekt aufbauen könnten, indem man aus der Gemeinschaft der Forscher für heiße Plasmen, aus denen, die nicht blind an eine Chimäre namens ITER geglaubt haben, schöpft.
Ich habe mit Valentin Smirnov nicht über den geplanten russischen Z-Pinch gesprochen. Jedoch, vorausgesetzt, dass die Gleichverteilungszeit viel größer ist als die Alfven-Durchgangszeit, sind die Ionenviskosität und die Iontemperatur dominant. Das ergibt natürlich keine maximale Strahlung, aber die höchsten Iontemperaturen. Bei 26 MA und derselben Leitdichte würde ich erwarten, dass die Iontemperatur 1,7-mal höher ist als der vorherige Wert von 200–300 keV.
Haines sagt mir, dass er mit Valentin Smirnov, Direktor der Abteilung für Fusionsforschung am Kutatov-Institut in Moskau, über das russische Projekt nicht gesprochen hat. Er bestätigt, was er mir in Biarritz sagte, nämlich dass die Amerikaner mit ihren 26 Millionen Ampere 500 keV erreichen sollten, also fünf Milliarden Grad.
In dieser Logik sollten die Russen, die (nach persönlicher Mitteilung von Smirnov) eine Maschine bauen, die 50 Millionen Ampere in 150 Nanosekunden erzeugt, mit einem „sphärischen Liner“ (erfunden vom Russen Zakharov) und einer primären Energiequelle in Form eines festen Sprengstoffs, logischerweise 18 Milliarden Grad erreichen.
Man findet es in Wikipedia. Der Artikel erwähnt, dass die erzeugte Energie dann direkt durch Induktion umgewandelt werden kann, wie ich bereits 2006 angemerkt hatte (ich würde gerne einen Blick auf den Artikel von Miley aus dem Jahr 1993 werfen, der in der Seite zitiert wird).
Dort findet man eine Tabelle, die insbesondere das Verhältnis der von Fusionsreaktionen erzeugten Leistung im Vergleich zu den Verlusten durch Strahlung (Bremsstrahlung) angibt. Dieses Verhältnis ist für die Deuterium-Tritium-Fusion sehr vorteilhaft. Die Tabelle zeigt die minimale zu erreichende Temperatur an: 300 keV für Bor-Wasserstoff, weit übertroffen bei Z-Pinches. Aber ein Verhältnis von Fusionsleistung zu Strahlungsverlusten unter 1 (0,57) scheint diese Technologie a priori zum Scheitern verurteilt.
Doch diese Berechnungsergebnisse basieren auf einer Gleichheit von Ionen- und Elektronentemperaturen. In einer Z-Maschine ist die Iontemperatur mehr als zweihundertmal höher als die Elektronentemperatur. Die Verluste durch Bremsstrahlung steigen proportional zur Quadratwurzel der Elektronentemperatur (wie die Elektronengeschwindigkeit). Man muss daher 0,57 mit der Quadratwurzel aus 227 multiplizieren, also mit einem Faktor 15. Das Verhältnis von erzeugter Fusionsleistung zu Verlusten würde dann auf 8,58 ansteigen.
Warum ein solcher Zustand „umgekehrter Nicht-Gleichgewichts“? Weil bei der Implosion der Drähte Ionen und Elektronen identische Geschwindigkeiten erlangen (600 km/s). Diese kinetischen Energien werden in thermische Bewegungsenergie umgewandelt. Diese Thermalisierung erfolgt sehr schnell (weniger als eine Nanosekunde für das Ionen-Gas, etwas länger für die Elektronen). Aber die charakteristische Zeit für die Gleichverteilung der Energien, die sich dem thermodynamischen Gleichgewicht nähert, ist viel länger (siehe den Artikel von Haines aus dem Jahr 2006).
Eine kurze Bemerkung: Es wäre gut, diese Präzisionen auf dieser Wikipedia-Seite zu ergänzen. Jemand muss es für mich tun. Denn ich kann es nicht, da ich 2005 lebenslang von einer Gruppe anonyme Administratoren ausgeschlossen wurde. Grund: Ich habe die Identität eines gewissen Yacine Jolivet, theoretischen Physikers und Doktorand an der Normale Sup, enthüllt, der ständig Unsinn redete. Ich hatte ihm eine Erklärung „face to face“ in seinem Labor angeboten. Doch indem ich ihm dabei die Maske abnahm, beging ich in der Wikipedia-Logik ein unverzeihliches Verbrechen. Seitdem, mit seinem Doktortitel über Superstrings in der Tasche, arbeitet Dolivet in einer Bank. Ich hoffe, dass er dort unter seinem echten Namen arbeitet.
Es gäbe also eine mögliche Technologie, die es wert wäre, untersucht zu werden. Und da die „Stadt der Energie“, die in Cadarache im Polygone mit ITER errichtet wurde, scheinbar offen für alle möglichen Lösungen ist (siehe unten), warum baut man dort nicht eine Z-Maschine? (Kosten: ein Hundertstel von ITER). Ich könnte erfahrene Forscher finden, die ein solches Projekt aufbauen könnten, indem man aus der Gemeinschaft der Forscher für heiße Plasmen, aus denen, die nicht blind an eine Chimäre namens ITER geglaubt haben, schöpft.
In der wissenschaftlichen Presse erscheinen Artikel. Bereits am 24. Oktober erschien auf der Website des CEA eine Seite mit dem Titel „Zoom auf Störungen“. Mit diesem Foto aus der Maschine Tore Supra:
Der Autor vergisst zu erwähnen:
-
Dass dieses Edelgas bei der heftigen Reaktion einer resonanten Oberfläche des Plasmas ionisiert wird, wodurch es nicht weiter eindringen kann. Das ist nicht schwer zu erkennen, selbst wenn man nicht aus einer Grandes Écoles stammt.
-
Dass diese Experimente an einem gesunden Plasma durchgeführt werden und nicht an einer Störung, die sich spontan entwickelt hat.
-
Da eine Leckage automatisch eine Störung verursacht, verursacht die Injektion von Gas die Störung und soll deren Auswirkungen dann verringern.
Arbeiten, die der CEA als „ermutigend“ bezeichnet (siehe den Text der Antwort auf meine Schriften).
Gelegentlich werden Leser mich ansprechen und mir einen „neuen“ Beitrag zeigen. Vor einigen Monaten bemühten sich die Koreaner, die „Randinstabilitäten“ zu beherrschen, indem sie lokale Schwankungen des Magnetfeldes durch Spulen beeinflussten. Das Ergebnis: Eine Idee, die ohnehin nicht neu ist und nicht viel bringt.
Kürzlich erklärte die Zeitschrift Nature, wie man das Plasma eines Tokamaks beeinflussen kann, indem man im „Phasenraum“, also im sechsdimensionalen Raum (Position plus Geschwindigkeit) wirkt.
Imposant. Aber für jemanden, der lesen kann, nichts besonders Interessantes. Eine Dissertation, nichts weiter. Mit dieser Methode gelingt es, die Frequenz der „Zahnsäge-Instabilitäten“ zu verändern. Aber sie verschwinden nicht.
Ich werde die Abschrift des Einschreibens vorlegen, das ich an Bernard Bigot, Generaldirektor des CEA, gerichtet habe. Man muss sich an ihn wenden, da die Autoren des Textes, in dem meine intellektuelle Unredlichkeit angeprangert wird, lieber im Verborgenen bleiben. Ich bitte daher Herrn Bigot, ein legitimes Recht auf Antwort zu nutzen, indem er diesen Brief auf der CEA-Website nach den zehn Seiten veröffentlicht, auf denen mutige Anonyme schließen, dass „ich mich ipso facto vom wissenschaftlichen und gesellschaftlichen Diskurs disqualifiziere“.
Jean-Pierre Petit, ehemaliger Forschungsleiter am CNRS Pertuis, den 17. Januar 2012
An Herrn Bernard Bigot, Generaldirektor des CEA
CEA, Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette
Empfanglich mit Rückschein.Sehr geehrter Generaldirektor,
Im Anschluss an die Veröffentlichung am 17. November 2011 auf der Website des CEA eines Dokuments mit dem Titel, wörtlich zitiert:„Reaktion auf den Artikel ‚ITER, Chronik einer angekündigten Pleite‘ von Herrn Jean-Pierre Petit, erschienen am 12. November 2011 in der Zeitschrift Nexus, vorbereitet vom Kommissariat für Atomenergie und alternative Energien“.
Wurde ein Kontakt zum Kommunikationsdienst des CEA unternommen, um den Verfasser dieses Textes zu ermitteln, jedoch erfolglos. Es wurde im Wesentlichen geantwortet: „Der Text stamme nicht von einer einzigen Person, sondern von einer Gruppe, deren Mitglieder keinerlei Interesse daran hätten, ihren Namen zu nennen oder mit mir zu diskutieren.“
In diesem Text finden sich Aussagen wie:
Wir sind bestürzt über die Leichtfertigkeit, mit der wissenschaftliche Informationen, die in renommierten internationalen Fachzeitschriften veröffentlicht wurden, ihre Autoren sowie die Leser des Artikels selbst, zu Zwecken manipuliert werden, die nichts mit der Forschung und dem Fortschritt des Wissens zu tun haben.
Durch ein solches intellektuell unehrliches Verhalten disqualifiziert sich Herr J.P. Petit ipso facto vom wissenschaftlichen oder gesellschaftlichen Diskurs.
Seit ich als Forscher tätig bin – was ich trotz meines Ruhestands seit über vierzig Jahren fortsetze, wie meine jüngsten wissenschaftlichen Vorträge und Veröffentlichungen in Fachzeitschriften mit Begutachtung aus den Jahren 2008, 2009 und 2010 belegen – war ich noch nie so beleidigend als wissenschaftlich unehrlich bezeichnet worden.
Daher wollte ich den Verfasser solcher Äußerungen kennenlernen, um mit ihm unter Aufsicht einer von einem Journalisten geführten Videokamera zu diskutieren, damit dieser Diskurs, ohne jegliche Einschnitte oder Kommentare und mit ausgewogenem Sprechanteil, allen zugänglich gemacht werden könnte – sei es dem Publikum, wissenschaftlichen Kollegen oder politischen Entscheidungsträgern, die unabhängig von der Veröffentlichung des Dokuments über das Internet unmittelbar Zugang dazu hatten und somit ihre eigene Bewertung vornehmen konnten.
Wenn so schwere Angriffe ad hominem geäußert werden, können sich die Verfasser (oder Verfasser, da man mir sagte, es handle sich um eine Gruppe des CEA) nicht hinter ein diskretes Anonymat verstecken. Die Dinge müssen öffentlich aufgeklärt werden, gemäß dem elementarsten Verständnis von Gerechtigkeit und dem gesunden Funktionieren einer Demokratie, die sich nicht mit bloßen Autoritätsargumenten zufriedengeben kann. Eine solche Ausflucht ist nicht nur ein Zeichen von Arroganz, sondern kann auch auf mangelndes Selbstvertrauen und mangelnde Kompetenz der beteiligten Personen hindeuten.
Es ist nun so, dass der Artikel, über den die anonymen Verfasser eine zehnseitige, zweisprachige Kritik entwickelten, lediglich eine stark verkürzte Version eines 115-seitigen Artikels ist, der auf meiner Website veröffentlicht wurde, in dem 880 Zeilen aus der Dissertation von Cédric Reux wiedergegeben wurden – also ein Drittel seiner Dissertation, die die bedeutendsten Abschnitte darstellt.
Ich möchte betonen, dass ich vor der Veröffentlichung dieses Artikels erfolglos versucht hatte, mit Herrn Reux per E-Mail Kontakt aufzunehmen, wobei ich ihn gleichzeitig für die Qualität seiner Arbeit beglückwünschte.
Diese Dissertation wies auf die Gefährlichkeit des Phänomens der Störungen in hochleistungsfähigen Tokamaks der Zukunft, wie ITER, hin. Mein 115-seitiger Artikel enthielt außerdem Auszüge aus einer weiteren Dissertation, jener des Engländer Andrew Thornton, die im Januar 2011 abgelegt wurde und zu identischen Schlussfolgerungen gelangte.
Als illustratives Beispiel folgen zwei Auszüge aus der Dissertation von Cédric Reux:
Seite V:
„Störungen im Plasma von Tokamaks sind Phänomene, die innerhalb weniger Millisekunden zur vollständigen Verlust des Plasmakonfinements führen. Sie können erhebliche Schäden an den Maschinenstrukturen verursachen, durch lokalisierte thermische Belastungen, Laplace-Kräfte in den Strukturen und durch die Erzeugung hochenergetischer, sogenannter „entkoppelter“ Elektronen, die innere Bauteile durchschlagen können. Da die Vermeidung solcher Störungen nicht immer möglich ist, erscheint es notwendig, deren Folgen zu mildern, insbesondere für zukünftige Tokamaks, deren Leistungsdichte um eine bis zwei Größenordnungen höher sein wird als bei den derzeitigen Maschinen.“
und Seite 165:
„Um zukünftige Tokamaks unter optimalen Bedingungen von Zuverlässigkeit, Sicherheit, Sicherheit und Leistungsfähigkeit betreiben zu können, wird es zunehmend notwendig, die Störungen des Plasmas zu beherrschen. Diese gewalttätigen Phänomene, die mit dem Verlust des Plasmakonfinements einhergehen, sind die Ursache für drei Arten schädlicher Effekte. Die elektromagnetischen Effekte, einschließlich induzierter Ströme, Haloströme und daraus resultierender Laplace-Kräfte, können die Vakuumhülle des Tokamaks beschädigen und Strukturteile ablösen. Die thermischen Effekte, verursacht durch den Verlust der im Plasma gespeicherten Energie, können irreversible Schäden an den Wandbauteilen verursachen, die dem Plasma ausgesetzt sind. Schließlich können beschleunigte relativistische Elektronenstrahlen während einer Störung die Vakuumhülle durchschlagen.“
und ein Auszug aus der Dissertation von Andrew Thornton, Seite 14:
„Die Folgen von Störungen in der nächsten Generation von Tokamaks sind schwerwiegend, die Folgen einer Störung in einem Kraftwerks-Tokamak wären katastrophal.“
Nachdem ich diesen 115-seitigen Dokument gelesen hatte, bat die europäische Abgeordnete Michèle Rivasi mich, eine kürzere Version für die 124 Mitglieder der Technischen Forschungskommission für Energie im Europäischen Parlament zu erstellen, was ich tat.Als Herr Cédric Reux von der Verbreitung dieses Textes in dieser Kommission erfuhr, schrieb er eine eindringliche Protestmail, in der er die Missbrauch seiner Texte und Schlussfolgerungen durch gezielte, gekürzte Zitate, die zu parteipolitischen Zwecken dienten, als schädlich bezeichnete.
Dabei möchte ich anmerken, dass es gerade „die anonymen des CEA“ waren, die diese Technik in ihrem Text verwendeten, der weiterhin auf ihrer Website online ist, unter Verweis auf einen angeblichen Auszug aus dem Nexus-Artikel, wörtlich zitiert:
S. 91:
Alle Tokamaks der Welt, einschließlich Tore Supra und JET, sind plötzlich unkontrollierbar geworden, bedingt durch äußerst unterschiedliche Ursachen.
Diese Zitation wurde absichtlich gekürzt, um zu verbergen, dass ITER zwangsläufig eines Tages das Zentrum einer schweren Störung sein wird, verursacht durch die Ablösung von Staubpartikeln an der Wand oder durch Gaszufuhr infolge einer Undichtigkeit. Nachfolgend der vollständige, unverkürzte Text:
S. 91:
Alle Tokamaks der Welt, einschließlich Tore Supra und JET, sind mehrfach vollständig unkontrollierbar geworden, bedingt durch äußerst unterschiedliche Ursachen, von der Ablösung von Staubpartikeln an der Wand bis hin zur Zufuhr von kaltem Gas infolge einer Undichtigkeit der Hülle. Alle vorhandenen und zukünftigen Maschinen haben und werden das Phänomen der „Störung“ erleben.
Ich habe den ausgelassenen Teil hervorgehoben, der den Sinn der Aussage vollständig verändert.
Zurück zu Herrn Cédric Reux: Gleichzeitig, als er eine heftige Protestmail an Frau Rivasi richtete, bat er darum, sie zu treffen. Sie stimmte zu und vereinbarte ein Treffen am 16. November 2011, unter der Bedingung, dass ich anwesend sein und das Treffen von einem Journalisten ohne Fragen und ohne Beeinflussung des Gesprächs gefilmt werden würde. Das Video-Dokument sollte anschließend ohne Schnitte oder Bearbeitung auf meiner Website „Enquête et Débat“ veröffentlicht werden.
Ich nehme an, dass zu genau diesem Zeitpunkt eine Gruppe des CEA den Text vorbereitete, der am 17. November 2011 auf deren Website veröffentlicht wurde, basierend auf einem eingeschränkten Dokument, ohne sichtbar die vollständige Version gelesen zu haben, aus der es schwierig gewesen wäre, von einer Manipulation durch gekürzte Zitate zu sprechen, gegeben die Fülle und Kontinuität des dargestellten Materials.
Anschließend haben Sie Frau Rivasi einen Brief geschrieben, in dem Sie ausdrücklich betonten, dass Sie nicht wünschten, dass Herr Reux mit mir allein zusammentreffen würde, und schlugen stattdessen vor, dass er mit Ihnen und Herrn Alain Bécoulet käme, den Sie als einen Experten für ITER vorstellten.
Frau Rivasi stimmte zu und bestimmte den Treffpunkt in einem von der Nationalversammlung bereitgestellten Raum am Boulevard Saint-Germain.
Frau Rivasi, der Journalist und ich warteten vergeblich auf Ihre Ankunft an diesem Abend des 16. November, wobei Sie drei sich faktisch einfach zurückzogen, ohne die Höflichkeit zu haben, auch nur einen Anruf zu tätigen. Stattdessen erschien am nächsten Tag der lange zehnseitige Text auf der Website des CEA, ohne Unterzeichner.
Was folgt daraus?
Dass das ITER-Projekt an Klarheit mangelt, dass die Führung auf französischer und sogar internationaler Ebene offensichtlich verwirrend erscheint. Wenn die anonymen Verfasser des Dokuments, das am 17. November 2011 auf der Website des CEA veröffentlicht wurde, den vollständigen Artikel gelesen hätten, hätten sie sofort alle ihre Argumente widerlegt gefunden, in Form langer Auszüge aus den Dissertationen von Reux und Thornton (die im 115-seitigen Dokument auf meiner Internetseite enthalten waren).
Zum Beispiel widerspricht, im Gegensatz zur Vertrauenswürdigkeit, die diese Leute in numerische Simulationen setzen, folgender Abschnitt aus der Dissertation von Herrn Reux (den sie vielleicht nicht gelesen haben):
S. 20:
„Da ein Tokamak-Plasma im Durchschnitt aus 10²⁰ bis 10²² Teilchen besteht, die jeweils mit allen anderen interagieren können, erscheint es schwierig, ein solches System zu lösen, selbst unter Berücksichtigung der Zunahme der Rechenleistung moderner Supercomputer.“
Zu den Verformungen interner Bauteile siehe Dissertation von Reux, S. 59, wörtlich zitiert:„Es erscheint daher notwendig, eine Methode zu entwickeln, um diese vertikalen Kräfte zu reduzieren, die zu unzumutbaren Verformungen der Vakuumhülle führen könnten.“
usw., usw.
Die anonymen Verfasser werfen mir meine Unkenntnis zahlreicher Artikel und Vorträge über Tokamaks vor. Ich werde ihnen das gleiche Kompliment machen, indem ich auf eine kürzlich gehaltene Präsentation von G.A. Wurden verweise, mit dem Titel:
„Dealing with the Risks and Consequences of Disruptions in Large Tokamaks“ („Umgang mit den Risiken und Folgen von Störungen in großen Tokamaks“), gehalten auf dem Kolloquium vom 16.–17. September 2011 in Princeton, USA, dessen Thema „Der Weg zur Energieerzeugung durch magnetische Fusion im Zeitalter ITER“ war.
Auf Folie 4 wird deutlich, dass seine Position mit der von Reux, Thornton und vielen anderen übereinstimmt:
4). We can’t yet simulate it even on the world’s biggest, fastest computers.
Jemand, der den Inhalt seiner Präsentation mit dem Zusammenfassung, die ich Frau Rivasi zur Verfügung gestellt habe, vergleicht, kann nur feststellen, dass die Schlussfolgerungen völlig identisch sind. Abgesehen davon, dass Herr G.A. Wurden ebenfalls als wissenschaftlich unehrlich bezeichnet werden müsste, oder wie Herr Philippe Ghendrih, Forschungsleiter am Institut für Forschung über magnetische Fusion, mir gegenüber andeutete, ebenfalls psychologische Hilfe benötigen würde.
Es gibt noch einen letzten Punkt, den ich hervorheben möchte. In dem Text vom 17. November schrieben die Anonymen:
Es ist wirklich unzureichend, die Sicherheitsbehörden der sieben ITER-Partner (Japan, Südkorea, Indien, China, USA, Russische Föderation, Europäische Union) und Frankreichs zu kennen, um zu glauben, dass sie eine Störung, so gefährlich wie Herr Petit sie fantasieren würde, nicht erwähnt hätten. Sein verleumderischer Satz soll den Eindruck erwecken, dass Störungen den verschiedenen Bewertungsinstanzen verheimlicht wurden. Natürlich ist das nicht der Fall. Störungen werden in der Literatur ausführlich behandelt, insbesondere widmet das „ITER Physics Basis“ aus dem Jahr 2007 (ergänzend zum ursprünglichen Bericht von 1999) mehr als 35 Seiten diesem Thema, veröffentlicht in der Zeitschrift Nuclear Fusion.
Ich stelle jedem die Herausforderung, in Frankreich einen Politiker, Entscheidungsträger oder wissenschaftlichen Journalisten zu finden, der vor der Veröffentlichung meiner Artikel von dem Begriff „Störung“ gehört oder ihn irgendwo gelesen hatte. Die wissenschaftlichen Dokumente, auf die sich diese Anonymen beziehen, bleiben bis heute unzugänglich, außer für Spezialisten in Laboratorien.
Erst am 24. Oktober 2011 erschien auf der Website des CEA eine neue Seite „Zoom auf Störungen“, offensichtlich hastig erstellt. Aufbauend auf der Dissertation von Cédric Reux vergisst der anonyme Autor absichtlich, zu erwähnen, dass diese Versuche nicht an einer selbst ausgelösten Störung, sondern an einem gesunden Plasma durchgeführt wurden. Siehe folgenden Auszug aus der Dissertation von Reux, S. 168:
„Von experimenteller Sicht wurden die Einspritzungen nur an gesunden Plasmen durchgeführt und praktisch nicht an bereits prä-störungsfähigen Plasmen getestet.“
Das entspricht der Prüfung der Wirksamkeit einer Feuerwehrschlauchleitung an einem „Nicht-Brand“.
Hat der Autor des Textes bei einem flüchtigen Blick auf das Bild erkannt, dass es die Unmöglichkeit des kalten Gases darstellt, die sofort durch eine „resonante Oberfläche“ gebildete Barriere zu durchdringen, indem es ionisiert wird? Ist dies ein offensichtlicher Fakt, der bewusst verschwiegen wurde, oder ist es einfach nur Unfähigkeit des Autors dieser Zeilen?
Zurückkehrend zum Text vom 17. November 2011: Die von unseren anonymen Verfassern propagierte Idee, eine problematische und potenziell gefährliche Erfahrung auf der Grundlage von „ingenieurtechnischen Gesetzen“ (alias „Rezepten“) zu gründen, die Verneinung des Voraussetzungsbedarfs, grundlegende Aspekte zu verstehen, bevor ein so kostspieliges und riskantes Projekt gestartet wird, wirkt schockierend, verantwortungslos und, sagen wir es offen, pathetisch.
Die Verheimlichung der Probleme setzt sich fort. Zeugnis hierfür ist die Präsentation des ITER-Projekts am 17. November 2011 durch Herrn Paul Garin, ITER France, vor der Nationalversammlung, die diesen zentralen Punkt, der seit Jahrzehnten allen Spezialisten bekannt ist, völlig ignoriert. Aber kennt er ihn? Man kann es bezweifeln, wenn man ihm zuhört, wie er einen Text entwickelt, der ohne jeglichen Widerspruch entstanden ist und eher Propaganda als wissenschaftliche Argumentation darstellt.
Die Wahrheit ist, dass der brillante Erfolg des JET mit einer Sekunde fusionierter Energie sowie der Erfolg der Tore-Supra-Experimente, die das Halten eines nicht-thermonuklearen Plasmas über sechs Minuten mittels supraleitender Geräte und eines Stromhaltungssystems ermöglichten, eine völlig vorzeitige Begeisterung für diese Formel hervorrief, deren grundlegende Probleme seit langem bekannt waren.
Ich verweise auf die Schlussfolgerungen der bereits oben erwähnten Präsentation von G.A. Wurden, die sich mit ITER befasst. Ich erinnere daran, dass er in seiner Schlussfolgerung betont, dass das Plasma in Tokamaks nicht zu 100 % kontrolliert werden kann und dass eine intensive Testkampagne an bestehenden oder kurz vor Abschluss stehenden Maschinen vor ITER durchgeführt werden sollte.
Seine Präsentation, Folie 28:
Wir müssen die Kontrolle über hochenergetische Tokamak-Plasmen nachweisen, bevor ITER beginnt.
Seine Präsentation, S. 32:Wo ist der beste Ort, um Störungen in Tokamaks zu untersuchen … nicht ITER!
Außerdem befinden sich alle Methoden zur aktiven Kontrolle des Plasmas (Südkorea, England) noch in der Entwicklungsphase und, obwohl in der Presse als Fortschritte präsentiert, sind sie bis heute keinesfalls operational.
Es ist logisch, grundlagenorientierte Forschung fortzusetzen, aber es war unvernünftig, ein Projekt dieser Art als Vorläufer industrieller Realisierungen bis zum Ende des Jahrhunderts darzustellen.
Doch, getragen von politischen Träumen, haben die Designer bereits begonnen. Die Pläne für ITER wurden vor mehr als zehn Jahren, mit hohen Kosten, vollständig entworfen, wobei beispielsweise technologische Lösungen (eine erste Wand aus Kohlenstoff) verwendet wurden, die später aufgegeben und durch unendlich gefährlichere Alternativen (Beryllium, toxisch und karzinogen) ersetzt werden mussten.
Das Gerät wurde vollständig entworfen, obwohl wir über die Belastbarkeit der Materialien gegenüber Abrieb, thermischen Schocks und deren Beständigkeit gegenüber der Neutronenbestrahlung durch die Fusion (14 MeV), die siebenmal energiereicher ist als die durch Spaltung erzeugten Neutronen, keine gültigen Daten besaßen. Dies geschah trotz Warnungen zweier französischer Nobelpreisträger, Pierre-Gilles de Gennes und Georges Charpak, sowie des japanischen Nobelpreisträgers Masaroshi Koshiba, der bereits 2004 nicht zögerte zu erklären:
- Dieses Projekt ist nicht mehr in den Händen der Wissenschaftler, sondern in denen von Politikern und Geschäftsleuten.
Die Probleme im Zusammenhang mit Störungen, die offensichtlich noch lange nicht beherrscht werden, wurden entweder absichtlich unterschätzt, durch Leichtfertigkeit oder einfach durch Unfähigkeit. Kein Industrieller würde eine so große und ambitionierte Unternehmung starten, wenn er diesen Satz aus dem Kommentar des CEA vom 17. November 2011, bezogen auf die Bemühungen zur Kontrolle, lesen würde:
- Die aktuellen Ergebnisse sind ermutigend, und es ist vernünftig anzunehmen, dass eine oder sogar mehrere dieser innovativen Methoden über die verfügbaren hinaus bis 2019–2020 für das erste Wasserstoffplasma und noch viel eher bis 2026 für das erste Deuteriumplasma bereit sein werden.
Ich werde hier nicht so beleidigende Äußerungen verwenden wie die, die Herr Philippe Ghendrih, Forschungsleiter am IRFM, gegenüber mir geäußert hat, oder die ständig in der Veröffentlichung des CEA auf seiner Website am 17. November 2011 enthalten sind. Stützend auf den Inhalt der Präsentation von G.A. Wurden, deren Empfehlungen vollständig mit meinen übereinstimmen, werde ich schlicht und mit mehr Zurückhaltung mit einer einzigen Aussage abschließen: Das ITER-Projekt ist nicht vernünftig.
Bitte übernehmen Sie, Herr Generaldirektor, die Übermittlung meiner hochachtungsvollen Grüße und veranlassen Sie die Veröffentlichung dieses Textes sowie seiner englischen Übersetzung auf der Website des CEA, im Anschluss an den beleidigenden Text, den der CEA am 17. November 2011 veröffentlicht hat, als legitimes Recht auf Antwort.
Jean-Pierre Petit
- Juni 2012:
Keine Antwort von Bernard Bigot auf meinen Brief, der mit Rückschein versandt wurde. ---
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