Fusionsreaktor

Dieser Artikel beschreibt die Technologie der klassischen Perry Rhodan-Serie. Für die Technologie der Perry Rhodan Neo-Serie, siehe: Fusionsreaktor (PR Neo).

Fusionsreaktoren bedienen sich ebenso wie Wasserstoffbomben der   Kernfusion.

Kernfusion

Kernfusion tritt ein, wenn sich zwei   Atomkerne so weit nähern, dass die anziehende Kernkraft, die eine kurze Reichweite hat, die abstoßende   Coulomb-Kraft, die eine große Reichweite hat, überwindet. Die Annäherung kann im Prinzip statisch oder dynamisch erreicht werden. Der statische Fall (»kalte« Kernfusion) liegt zum Beispiel in myonischen Molekülen des schweren Wasserstoffs vor (myonkatalysierte Kernfusion), in denen das Elektron in der Atomhülle durch ein circa 207-mal schwereres   Myon ersetzt wird. Aufgrund seiner größeren Masse zwingt das Myon die beiden Atomkerne auf einen circa 207-mal kleineren Abstand. Durch den Tunneleffekt steigt dabei die Wahrscheinlichkeit von Kernverschmelzungsreaktionen stark an. Das Myon besitzt eine Lebensdauer von 2,2×10^-6 Sekunden.

Der Reaktor arbeitet mit einem Gemisch aus gefrorenem   Deuterium und   Tritium und produziert hauptsächlich Helium-4. (Marasin 3)

Erstfusion

Die Zündung des Reaktors erfolgt durch die so genannte Erstfusion. Ultrahoch erhitztes Plasma wird in die Reaktorkammer gespritzt. Ein Wellenimpuls erhöht die Temperator des ionisierten Gases über die kritische Schwelle von etwa 100 Millionen Grad. Dadurch startet die Fusion und die leichten Atomkerne verschmelzen und setzen Energie frei. Ein geringer Teil der so erzeugten Energie wird für die Aufrechterhaltung der Reaktion benötigt. Der weitaus größere Teil geht in die Speicher und an die verschiedensten Endverbraucher. (Monolith 2)

Technische Anwendung

Myonisiertes Deuterium wird direkt ohne Vorionisation (als Plasma wären Atomkern und Hülle voneinander getrennt, die katalytischen Eigenschaften nicht mehr gegeben) gezündet und in den Thermalkonverter geleitet. Der Konverter ist als einziges Element im Kreislauf nicht gegen die Fusionsmasse abgeschirmt. Wenn wir von einer Initialtemperatur von circa 3500 K und einer mittleren Fusionstemperatur von circa 20-30.000 K (Ynkenit hat einen Schmelzpunkt von 100.000 K) ausgehen, dürfte dies vertretbar sein. Der eigentliche Fusionsprozess kann nur über den Massenstrom reguliert werden, auf der anderen Seite des Thermalkonverters erhält man eine unvollständig fusionierte Isotopenmasse diverser Elemente. In einem Massenseparator werden alle Isotope mit einer Massenzahl größer als 4 (entspricht dem Helium) als Abfallprodukt abgeschieden, die zum überwiegend aus nicht fusionierten Brennstoff bestehende Restmasse wird dem Kreislauf wieder zugeführt. Man spricht deshalb auch von einem HHe-Meiler.

Die Fusionsreaktoren sind leicht außer Kontrolle zu bringen. Mit einem hochfrequenten elektromagnetischen Puls lässt sich das Magnetfeld zum Zusammenbruch bringen, das einen Kontakt des Zündplasmas mit der Innenwand der Reaktorkammer verhindert. Wenn es dazu kommt, schaltet sich der Meiler ab. Die Zerstörungen sind nicht schwer. Außerdem wird keine gefährliche   radioaktive Strahlung freigesetzt. (Marasin 3)

Fusionsreaktoren haben eine Verwendung auch abseits der primären Energieerzeugung:

• Impulstriebwerke
• Impulskanone

Fusionsreaktoren, die nur etwa 1 % des Brennstoffs in Energie umwandeln, wurden später weitgehend von Schwarzschildreaktoren abgelöst, die 50 % des Brennstoffs in Energie umwandelt.

Lediglich im Bereich der Waffentechnik findet das Prinzip des Deutrit-Regulativs im Jahre 3114 noch Anwendung. (Marasin 3)

Reaktorgrößen

Mikroreaktoren

• 2,75 cm Durchmesser; 2,75 cm Höhe
  • Verbrauch: 0,01 Mikrogramm pro Sekunde
  • Leistung: mit KATALYT-D-ULTRA 1630 W, mit KATALYT-T-PLUS 1740 W

• 11 cm Durchmesser; 11 cm Höhe
  • Verbrauch: 1 Mikrogramm pro Sekunde
  • Leistung: mit KATALYT-D-ULTRA 163 kW, mit KATALYT-T-PLUS 174 kW

Kleinreaktoren

• 110 cm Durchmesser; 110 cm Höhe
  • Verbrauch: 0,1 Milligramm pro Sekunde
  • Leistung: 1,63×10⁷ W / 1,74×10⁷ W

• 275 cm Durchmesser; 275 cm Höhe
  • Verbrauch: 0,1 Gramm pro Sekunde
  • Leistung: 1,63×10¹⁰ W / 1,74×10¹⁰ W

Standardreaktoren

• 385 cm Durchmesser; 385 cm Höhe
  • Verbrauch: 1 Gramm pro Sekunde
  • Leistung: 1,63×10¹¹ W / 1,74×10¹¹ W.

• 550 cm Durchmesser; 550 cm Höhe
  • Verbrauch: 10 Gramm pro Sekunde
  • Leistung: 1,63×10¹² W / 1,74×10¹² W

Darstellung

Risszeichnung: »Terranische Technik – Ziviler Fusionsreaktor« (PR 2915) von Christoph Anczykowski

Geschichte

Im Jahre 1552 NGZ basierte die Energiegewinnung der Atmosphärentaucher gänzlich auf Klein-Fusionsreaktoren vom Typ IV. (PR 2979, S. 12)

Quellen

• PR 2032, PR 2979
• Monolith 2, Marasin 3