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Polski☢️ Fusionsreaktor-Simulator
Interaktive Fusionsreaktor-Simulation. Erkunden Sie D-T-Plasmaphysik, stellen Sie Temperatur, Dichte und Einschlusszeit ein und beobachten Sie, wie Q-Wert und Fusionsleistung in Echtzeit reagieren. Das Lawson-Kriterium wird visualisiert.
Über diese Simulation
Stellen Sie Plasmatemperatur, -dichte und Einschlusszeit ein, um das Lawson-Kriterium zu testen und zu sehen, ob der Reaktor den Break-even oder die vollständige Zündung erreicht.
🔬 Was gezeigt wird
Das Lawson-Kriterium nτT verknüpft Dichte, Einschlusszeit und Temperatur eines Plasmas; überschreitet das Produkt einen Schwellenwert, übersteigt die Fusionsleistung die zum Heizen investierte Energie.
🎮 Bedienung
Stellen Sie Temperatur T, Dichte n, Einschlusszeit τ_E, Heizleistung P_h und Plasmavolumen V ein und starten Sie die Animation, um zu beobachten, wie sich Q-Wert und Fusionsleistung entwickeln.
💡 Wussten Sie schon?
Um bei niedrigeren Energien (~100 keV statt der klassisch nötigen ~1 MeV) zu fusionieren, nutzt echte Fusion den Quantentunneleffekt — dennoch liegt die nötige Temperatur immer noch 6–7 mal höher als im Sonnenkern.
Häufig gestellte Fragen
Warum erfordert Fusion so extreme Temperaturen?
Positiv geladene Atomkerne stoßen sich über die elektromagnetische Kraft ab. Um zu fusionieren, müssen sich zwei Kerne bis auf etwa 1 Femtometer nähern, wo die starke Kernkraft übernimmt. Klassisch erfordert das Energien von etwa 1 MeV (10 Milliarden K); Quantentunneln erlaubt Fusion bei niedrigeren Energien (~100 keV), was aber immer noch 6–7 mal die Kerntemperatur der Sonne ist.
Was ist das Lawson-Kriterium?
Das 1955 von John Lawson hergeleitete Kriterium besagt, dass das Produkt aus Plasmadichte, Energieeinschlusszeit und Temperatur einen Schwellenwert überschreiten muss, damit die Fusionsleistung die Heizenergie übersteigt: nτT > 3×10²¹ keV·s/m³ (für D-T-Fusion).
Wie schließt ein Tokamak Plasma magnetisch ein?
Ein Tokamak nutzt ein toroidales Feld (den langen Weg um den Torus) von supraleitenden Spulen sowie ein poloidales Feld, teils erzeugt durch einen Strom im Plasma selbst. Diese kombinieren sich zu helikalen Feldlinien, entlang derer geladene Teilchen spiralen und eingeschlossen bleiben.