Welchen Wirkungsgrad besitzt die Sonne?

[Nicht von Bedeutung]

Zitat von TomS

diese ist bei Sternen sozusagen "for free".

Dann müsste die Sonne ja einen Wirkungsgrad >1 haben... Ist aber nicht der Fall, deswegen passt das mit den 98% ja auch. Ob es bei jedem anderen Fusionsreaktor auch passt, wird man erfahren, wenn man erstmal einen Funktionierenden herstellen konnte. Die Frage, die sich aber zuvor stellt, ist, ob es sich überhaupt lohnt Gott weiß wieviel Energie in einen Fusionsreaktor zu stecken, um am Ende evtl. herauszufinden, dass seine Effizienz weit unter 98% liegt - sogar der geringste Wert unter 100% wäre in diesem Fall noch ineffizient.

[TomS]

Zitat von Nicht von Bedeutung

Dann müsste die Sonne ja einen Wirkungsgrad >1 haben.

Das kommt lediglich darauf an, wie du "hineingesteckte Energie" definierst.

Ich meinte, dass man bei der Sonne keinen Aufwand zur Zündung betreiben musst, während bei einem Fusionsreaktor ein enormer Aufwand notwendig ist. Wenn du die Sonne "jetzt" betrachtest, dann steckst du tatsächlich "nichts" hinein und bekommst "etwas" heraus.

Man vergleicht also Äpfel mit Birnen.

Zitat von Nicht von Bedeutung

Die Frage, die sich aber zuvor stellt, ist, ob es sich überhaupt lohnt Gott weiß wieviel Energie in einen Fusionsreaktor zu stecken, um am Ende evtl. herauszufinden, dass seine Effizienz weit unter 98% liegt - sogar der geringste Wert unter 100% wäre in diesem Fall noch ineffizient.

Ja.

Im Falle des Fusionsreaktors ist die freiwerdende Energie auch nicht gleich der direkt verwertbaren Energie; die Neutronen werden zunächst abgebremst; die thermische Energie wird konventionell genutzt und weiter in elektrische Energie umgewandelt. Im Falle der Sonne wird dagegen der elektromagnetische Anteil problemlos über Solarzellen direkt in elektrische Energie umgesetzt.

Ich wollte eigtl. darauf hinaus, dass "Wirkungsgrad" bzw. "Effizienz" für beide Fälle "Sonne" und "Fusionsreaktor" hier noch nicht mal vergleichbar definiert wurden.

[nisus]

Das die Sonne keinen Wirkungsgrad über "1" besitzen kann, hat mich zu dieser Frage geführt.

Es ist Fusion, wodurch die Ausschüttung von Energie hervorgerufen wird. Die Initialisierung unterscheidet sich verständlich zwischen Sonne und Reaktor.

Ein Himmelskörper mit gleichem Massenbetrag der Sonne, würde ohne genügende Anteile von Wasserstoff keine Fusion zeigen - denke ich mir logisch...er wäre eben nur schwer.

Um den Grundzustand für das Potential zu einem Fusionsprozess zu legen, sind entsprechend hohe Drücke und Temperaturen erforderlich. Zum bereitstellen dieser Faktoren ist eben eine Mindestenergie erforderlich.
Der Wasserstoff dient dann lediglich als "Brennstoff" und liefert durch das Fusionieren nutzbare Energie.

Wenn ich das richtig verstehe, wird der Wirkungsgrad der Fusion identisch dem der Sonne sein, obgleich die Nutzbarmachung durch Umwandlung, die Effizienz herab setzen wird. Hinzu kommt noch der abzuziehende Betrag der Initialisierungsenergie.
Dadurch wird der Wirkungsgrad eines Reaktors als System betrachtet, nicht aber der Wirkungsgrad alleine der Fusion.

Würde ein Reaktor dann "nur leuchten" ohne zugeführten Wasserstoff? (entsprechend der eingebrachten Energiemenge)
Wenn also an einem künstlich erzeugtem Punkt die notwendigen Parameter für eine Fusion herrschen, aber kein Wasserstoff vorhanden ist?

nisus

[Nicht von Bedeutung]

Also ich definiere E_in nicht explizit durch die Tat einer Aufwendung, sondern auch dadurch, was was "automatisch" aufgewendet wurde - ganz einfach deswegen, damit am Ende die Energiebilanz stimmt. Auf die Art genügt die Definition E_in=E_out, was im Falle einer Sonne E_in=E_out+Neutrinos+Sonnenwind+Restmasse bedeutet.
Wegen der Restmasse - also jene Masse, die übrig bleibt, wenn der Stern erlischt - stellt sich mir nur noch die Frage, ob 98% Wirkungsgrad nicht doch ein wenig arg hochgegriffen war.

[TomS]

Zitat von Nicht von Bedeutung

Also ich definiere E_in nicht explizit durch die Tat einer Aufwendung, sondern auch dadurch, was was "automatisch" aufgewendet wurde - ganz einfach deswegen, damit am Ende die Energiebilanz stimmt. Auf die Art genügt die Definition E_in=E_out, was im Falle einer Sonne E_in=E_out+Neutrinos+Sonnenwind+Restmasse bedeutet.

Und wie lauten für deine Systeme "Sonne" und "Fusionsreaktors" deine Energiebilanzen?

[Nicht von Bedeutung]

E_in=E_out+E_loss

Was immer auch E_loss für den Fusionsreaktor sein wird - Restmasse wird wohl dabei sein. Für die Sonne habe ich sie ja schon detailierter ausgeführt.

[TomS]

Zitat von Nicht von Bedeutung

E_in=E_out+E_loss

Klar

Zitat von Nicht von Bedeutung

Was immer auch E_loss für den Fusionsreaktor sein wird - Restmasse wird wohl dabei sein.

Wenn du nicht konkreter wirst, ist eine weitere Diskussion fruchtlos

Zitat von Nicht von Bedeutung

Für die Sonne habe ich sie ja schon detailierter ausgeführt.

Wo?

Willst du bei der Sonne die Zündung und damit die Energie aus dem Gravitationspotential mitbetrachten? Oder willst du von einem kontinuierlichen Betrieb ausgehen und die initiale Zündung nicht betrachten?

Im Falle der Sonne ist nach der Zündung der Einschluss des Plasmas ohne weitere Energiezufuhr gewährleistet. Im Falle des Fusionsreaktors musst du kontinuierlich Energie aufwenden, sowohl für den Einschluss des Plasmas als auch für die Heizung.

Im Falle der Sonne verbleibt die "Asche" der Verbrennung = Helium und damit deren Energie in der Sonne, während der Fusionsreaktor diesbzgl. ein offense System darstellt, bei dem ständig neuer Brennstoff zu- und "Asche " = Helium abgeführt wird.

Was genau willst du nun vergleichen?

[Nicht von Bedeutung]

Zitat von TomS

Wenn du nicht konkreter wirst, ist eine weitere Diskussion fruchtlos

Das fürchte ich auch. Möglicherweise bin ich mit dem Bau meines Fusionsreaktors noch nicht soweit wie du. Wer sagt dir, was man bei (m)einem Fusionsreaktor tun muss? Ich weiß jedenfalls nicht, wie E_in in diesem Falle genau auszusehen hat, möglicherweise nicht viel anders, als bei der Sonne - Helium gehört jedenfalls in beiden Fällen zur Restmasse. Was genau willst du denn nun unfruchtbarerweise auseinanderder definiert haben? Zeige mir deinen fertigen Fusionsgenerator, danke.

[nisus]

laut wiki :

Fusion von Deuterium + Tritium
-> (2)H + (3)H ---> (4)He + 3,5 MeV und n + 14,1 MeV

gerundete Werte :

(4)He > 4,003 u
(2)H > (1 Atom) 2,014 u
(3)H > (1 Atom) 3,016 u
n > 1,0087 u

1 eV > 1,6022 exp -19 J
1 u > 1,66054 exp -27 kg
c > 3 exp 8 m/s

ergibt :

m (ein) > m((2)H) + m((3)H) = 8,35 exp -27 kg

m (out) > m (n) + m ((4)He) + m(E1) + m (E2) = 8,35 exp -27 kg

E > 7,52 exp -10 J

Nach dieser Aufstellung verbleibt die Energie als kinetische Energie in den Endprodukten der Fusion.
Wie hoch ist der rein elektromagnetische Anteil im Spektrum?

nisus

[Nicht von Bedeutung]

Wenn das jetzt mal nicht schon wieder einige Details zu viel sind... dafür kann man von "Fachpersonal" in der Luft zerpflückt werden.

Es geht ja im Prinzip nur darum, dass man erkennt, woher die Zündenergie kommt, die es lt. TomS bei der Sonne "for free" geben soll, bei einem Fusionsgenerator jedoch ständig investiert werden muss. Das ist jedoch faktisch falsch, denn man muss davon ausgehen, dass alles, was der Sonne an Energie entnommen werden kann, vom Universum irgendwann mal dort hinein investiert wurde. Leider weiß noch keiner, wie das Universum dieses Kunststück vollbracht hat, denn wüsste man es, hätte man solche Fusionsgeneratoren längst nachgebaut.
Das ist auch der Grund, warum ich mich auf die von TomS verlangte detailietere Energiebilanz nicht einlasse, denn sie hilft ihm nur sehr wenig dabei, seinen "for free"-Irrtum eingestehen zu können.