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Indischer Monsun ist nach Vulkanausbrüchen besser vorhersagbar

Große Vulkanausbrüche können dazu beitragen, die Vorhersagbarkeit des indischen Monsun zu verbessern – die Regenzeit ist für die Landwirtschaft und damit für die Ernährung von einer Milliarde Menschen von entscheidender Bedeutung. Was paradox erscheint, weil Vulkanausbrüche so unregelmäßig sind, ist tatsächlich auf eine stärkere Wechselwirkung zwischen dem Monsun über weiten Teilen Südostasiens und dem El-Niño-Phänomen immer nach einer Eruption zurückzuführen. Dies konnte jetzt ein indisch-deutsches Forscherteam durch die Kombination von Daten aus meteorologischen Beobachtungen, Computersimulationen und geologischen Archiven wie Korallen und Eiskernen aus vergangenen Jahrtausenden zeigen.

Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Versteinerte Konkurrenz

Ökologische Wechselwirkungen zwischen Organismen haben einen entscheidenden Einfluss auf die Artenvielfalt, wirken aber nur kleinräumig und können fossil kaum beobachtet werden. Forscherinnen und Forscher vom Museum für Naturkunde Berlin haben nun versucht dieses Problem zu lösen. Ihre in der Fachzeitschrift PNAS (Proceedings of the National Academy of Science) veröffentlichte Studie gibt Aufschluss darüber, welche biologischen Faktoren zu welchem Zeitpunkt in der Erdgeschichte Diversifizierungsprozesse in Gang gehalten haben.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Satelliten beobachten die Landwirtschaft in Deutschland

Forscherinnen und Forscher der Humboldt-Universität zu Berlin und des Leibniz-Zentrums für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e. V. haben mithilfe des „Maschinellen Lernens“ eine Methode entworfen, die es ermöglicht, aktuell angebaute Ackerkulturen von Satelliten aus zu bestimmen. Mit diesen Daten werden Simulationsmodelle zum besseren Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Klima, Mensch, Pflanzen und Boden zukünftig noch effizienter.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Warum Geckos an Wänden haften können

Sie ermöglichst es Geckos, an Wänden und Decken zu haften, beim Aufbau von Membranen in Zellen ist sie genauso beteiligt wie beim Andocken von Arzneistoffen an Enzyme im menschlichen Körper. Die Dispersion, also die „schwache Wechselwirkung“, ist in der Chemie allgegenwärtig. Einem Team von Wissenschaftlern an der Jacobs University Bremen unter Leitung von Dekan und Chemieprofessor Dr. Werner Nau ist es nun erstmals gelungen, die nach dem deutschen Physiker Fritz London benannte „London Dispersion“ in Lösung experimentell zu quantifizieren. Die Ergebnisse ihrer Grundlagenforschung sind jetzt in dem renommierten Journal „Nature Chemistry“ erschienen.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Luftreiniger und Schmutzpumpe: der indische Monsun

Um die Wechselwirkung zwischen Luftverschmutzung und dem südasiatischen Monsun zu untersuchen, haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in einer Flugzeugmission 100.000 Kilometer zurückgelegt. Mit an Bord waren auch Messgeräte des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT). Die Messkampagne koordinierte das Max-Planck Institut für Chemie. Die Mission zeigte unter anderem: Der Monsun reinigt die Luft von einem Großteil der Schadstoffe, verteilt den Rest aber über den gesamten Globus. Ihre Ergebnisse stellen die Forscher nun im Fachjournal Science vor.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Ernst-Zander-Preis: Gewinne in der Energiewirtschaft und einheitliche Finanzberichte

Für ihre Promotionen in der Wirtschaftswissenschaft haben Dr. Nadine Guba und Dr. Omar Barekzai den Ernst-Zander-Preis 2018 erhalten. Sie nahmen die Auszeichnung am 4. Mai 2018 an der Ruhr-Universität Bochum (RUB) entgegen. Guba promovierte zu Optimierungspotenzialen in der Energiewirtschaft am RUB-Lehrstuhl für Betriebswirtschaftslehre, insbesondere Unternehmensforschung und Rechnungswesen, den Prof. Dr. Brigitte Werners leitet. Barekzai fertigte seine Doktorarbeit über die Wechselwirkungen von Kapitalmarkt, Unternehmensfinanzierung und Finanzberichterstattung am Bochumer Lehrstuhl für Internationale Unternehmensrechnung unter Leitung von Prof. Dr. Bernhard Pellens an.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Flexibilität und Ordnung – die Wechselwirkung zwischen Ribonukleinsäure und Wasser

Ribonukleinsäure (RNA) spielt eine Schlüsselrolle für biochemische Prozesse, die auf zellulärer Ebene in einer wässrigen Umgebung ablaufen. Mechanismen und Dynamik der Wechselwirkung zwischen RNA und Wasser wurden jetzt durch Schwingungsspektroskopie im Ultrakurzzeitbereich aufgeklärt und theoretisch analysiert.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Konsum ist der Flaschenhals für nachhaltige Entwicklung

Von der Beseitigung der Armut bis hin zur Gleichstellung der Geschlechter, widerstandsfähigeren Städten oder Maßnahmen zum Klimaschutz – positive Wechselwirkungen zwischen den meisten Zielen für nachhaltige Entwicklung der Vereinten Nationen (Sustainable Development Goals, kurz SDGs) können Fortschritte befördern. Doch es gibt auch Zielkonflikte, die ein Hindernis für die erfolgreiche Umsetzung der Nachhaltigkeitsziele für 2030 sein können. Das ist das Ergebnis einer neuen, umfassenden Analyse eines Teams von Wissenschaftlern des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK). Ein Flaschenhals ist der verantwortungsbewußte Konsum, wie Daten der letzten Jahrzehnte zeigen.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Förderpreis für Schmerzforschung geht an Jenaer Physiologen

Die Wissenschaftler Dr. Christian König und Eric Morch vom Institut für Physiologie I am Universitätsklinikum Jena wurden mit dem Förderpreis für Schmerzforschung geehrt. In ihrer mit dem ersten Preis in der Kategorie Grundlagenforschung ausgezeichneten Arbeit beschreiben sie, wie eine Wechselwirkung von zwei wichtigen Signalstoffen, eigentlich dafür bekannt Entzündungs- und Abwehrreaktionen des Körpers zu starten, im Rückenmark die Erregung von Nervenzellen drastisch verstärkt. Diese erhöhte Erregbarkeit im Rückenmark ist Bestandteil einer möglichen Sensibilisierung des zentralen Nervensystems und Ursache für die Verstärkung und Ausbreitung von Schmerzsymptomen.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Dynamische Katalysatoren für saubere Stadtluft

Den Schadstoffausstoß von Kraftfahrzeugen zu verringern und strenge Abgasnormen gerecht zu werden, ist eine wesentliche Herausforderung in der Katalysatorentwicklung. Ein neues Katalysatorkonzept könnte helfen, auch beim Kaltstart von Motoren und im Stadtverkehr Abgase effizient nachzubehandeln und teures Edelmetall einzusparen. Es nutzt die Wechselwirkung zwischen Platin und dem Ceroxidträger, um die Katalyseaktivität durch kurzzeitige Änderungen in der Motorbetriebsweise zu kontrollieren, wie die Forscher nun im Fachjournal Angewandte Chemie berichten.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Anwendungen und Beschränkungen linearer Antwortfunktionen in neuronalen Netzwerkmodellen

Alle unsere Gehirnfunktionen beruhen auf Nervensystemen mit äußerst komplexen nicht-linearen Wechselwirkungen und Rückkopplungen. In den vergangenen Jahrzehnten konnten zahlreiche Phänomene durch weniger komplexe, lineare Ansätze erfolgreich beschrieben werden. Tim Herfurth und Tatjana Tchumatchenko (Forschungsgruppe Theory of Neural Dynamics am Max-Planck-Institut für Hirnforschung) erkunden nun die verschiedenen Anwendungsgebiete sowie Grenzen dieser Modelle und erörtern die Notwendigkeit von alternativen Beschreibungen.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Lupinen beim Trinken zugeschaut – erstmals 3D-Aufnahmen vom Wassertransport zu Wurzeln

Wie Lupinen mit ihren Wurzeln Wasser aus dem Boden ziehen, haben Wissenschaftler der Universität Potsdam an der Berliner Neutronenquelle BER II erstmals in 3D fotografiert. Dafür verbesserten sie zusammen mit Kollegen vom Helmholtz-Zentrum Berlin die Zeitauflösung der Neutronentomografie gleich um mehr als das Hundertfache: Alle zehn Sekunden erstellten sie eine detaillierte 3D-Aufnahme. Die Ergebnisse liefern neue Erkenntnisse über die Wechselwirkungen zwischen Wurzeln und Böden und wurden in „Scientific Reports“ veröffentlicht.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Industrie 4.0 für Ressourceneffizienz einsetzen

Kostenlose Studie beleuchtet Wechselwirkung und gibt Handlungsempfehlungen für KMU
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Bewegte Oberfläche

Universität Potsdam mit Exzellenzclusterantrag an der Schnittstelle zwischen Geowissenschaften, Biologie und Klimaforschung

Die Universität Potsdam hat sich als einzige Brandenburger Hochschule um einen Exzellenzcluster im Rahmen der Exzellenzstrategie von Bund und Ländern beworben. Beantragt wird ein Exzellenzcluster, das sich mit der interdisziplinären Forschung an den Dynamiken der Erdoberfläche – unserem Lebensraum – beschäftigt. Forschungsschwerpunkte sind die Wechselwirkungen im Bereich der Geo-, Bio- und Klimawissenschaften sowie neue Herangehensweisen bei der Analyse hochkomplexer Datensätze.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Artenvielfalt von Pflanzenfressern und Pflanzen in starker Wechselwirkung

In den letzten Jahrzehnten ist ein dramatischer weltweiter Biodiversitätsverlust zu verzeichnen. Täglich gehen in bisher nicht gesehenen Ausmaß Arten unwiederbringlich verloren, was auch die Stabilität und Produktivität von Ökosystemen beeinträchtigt. Es ist daher außerordentlich wichtig, die Mechanismen zu verstehen, die die Artenvielfalt beeinflussen. Dies gilt insbesondere für Primärproduzenten wie Algen und Pflanzen, die die Basis nahezu aller natürlichen Nahrungsnetze und Ökosysteme bilden.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Wer mehr Kinder hat, lebt länger

Eine Forschergruppe der Universität Regensburg hat in einer Studie die Wechselwirkung zwischen Fruchtbarkeit und Lebenserwartung bei Cardiocondyla-Ameisen untersucht. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass Ameisenköniginnen auch dann nicht kürzer leben, wenn sie viele Nachkommen haben. Sie stellen damit eine Ausnahme unter den Vielzellern dar.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Mehr Strom, weniger Verschleiß − neue Steuerungsmodelle optimieren Windparks

In einem Windpark drehen sich oft Hunderte von Rotoren. Was kaum jemand weiß: Turbulenzen, die durch die Bewegung der Windräder erzeugt werden, beeinträchtigen die Leistung und Lebenserwartung benachbarter Anlagen. In einem EU-Projekt untersuchen Forscherinnen und Forscher der Technischen Universität München (TUM) diese Wechselwirkungen im Windkanal und entwickeln ein Computermodell, das die Effizienz von Windparks steigert.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Wenn Proteinkristalle wachsen

Utl.: ChemikerInnen erforschen vielfältige Stoffklasse für biologische und pharmazeutische Anwendungen

Annette Rompel und ihr Team vom Institut für Biophysikalische Chemie der Universität Wien erforschen so genannte Polyoxometallate. Diese weisen eine große Vielfalt auf und bieten den WissenschafterInnen damit ein breites Spektrum an Anwendungsmöglichkeiten. In Wechselwirkung mit Enzymen können sie die Kristallisation von Proteinen ermöglichen. Andererseits stellen die Polyoxometallate selber Verbindungen mit großem Anwendungspotential in der Katalyse und den Materialwissenschaften dar.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Eine kleine Veränderung mit großen Folgen

Coccolithophoriden, einzelliges Phytoplankton, das eine Schlüsselrolle für das Klima auf unserem Planeten spielt, könnte im Ozean der Zukunft seine Konkurrenzfähigkeit verlieren. In einem Feldexperiment, das die Folgen der Ozeanversauerung auf die Coccolithophoride Emiliania huxleyi in ihrer natürlichen Lebensgemeinschaft untersucht, war diese Art nicht mehr in der Lage, Blüten zu bilden. Aus seinen Beobachtungen schließt ein Team von Forschenden unter Leitung des GEOMAR, dass Wechselwirkungen innerhalb des Nahrungsnetzes eine schwache physiologische Reaktion so weit verstärkten, dass sie einen starken Einfluss auf das Ökosystem haben können.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Leistung oder Energie. Was Laser können.

„Im Labor wird warme Materie durch Laser mit extremen Maximalleistungen oder Energiedichten kurzzeitig erzeugt.“ so endete mein letzer Beitrag zu warmer, dichter Materie. Wir werden also Hochleitungs-Laser und Hochenergie-Laser benutzen. Aber was genau ist der Unterschied und warum geben wir uns nicht mit eines oder einem Kompromiss aus beidem zufrieden.

Zunächst einmal möchte ich das Verhältnis von Leistung zu Energie in Erinnerung rufen. Energie ist die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten. Energie ist eine Erhaltungsgröße. Mit ihr lässt sich Materie erwärmen und in Bewegung versetzen oder Ladungen lassen sich gegen elektrische Kräfte trennen. Leistung ist Energie pro Zeit. Die Spitzenleistung eines Prozesses gibt an, wie viel Energie im äußersten Fall fließt. Leistung ist Änderung von Energie.

Hochenergie-Laser

Ein Hochenergie-Laser überträgt in einem einzelnen Impuls maximale Energie. Dabei darf der Impuls nicht beliebig lang sein, denn die Energie soll Materie lokal erwärmen. Die Energie sollte schneller deponiert werden als sich wärme im Material verteilt.

Der Hochenergie-Laser, der bei uns in der Experimentierhalle zum Einsatz kommen wird, wird so etwa 100 Joule in zwei bis zwanzig Nanosekunden langen Impulsen aufbringen. Das klingt zunächst nicht so viel.

100 Joule sind 24 Kalorien, also etwa die Energie, die benötigt wird um 1 Gramm Wasser um 24 Grad aufzuheizen. Ein Gramm Wasser ist ein Kubikzentimeter. Nun wird aber so ein Laser nicht auf einen Quadratzentimeter fokussiert, sondern auf Bruchteilen von Millimetern. Bei einem Fokuspunkt von 0,1 mal 0,1 Millimetern, eine Größenordnung, die leicht erreicht werden kann, haben wir es mit einem Zehntausendstel Quandratzentimeter zu tun. Bei einer Eindringtiefe unter einem Millimeter erwärmen wir schon um hunderttausende Grad.

Nanosekunden sind Milliardstel Sekunden. Das ist die Zeitspanne, in denen sich Gasatome im Millimeter-Bereich fortbewegen. Eine Explosion kommt also in einer Nanosekunde nicht weit. Einige Nanosekunden sind somit genau die richtige Zeit, einem submillimeter kleinen Materieklumpen so richtig einzuheizen.

Hochenergielaser basieren auf Glas- oder Kristallscheiben, die mit der Seltenen Erde Ytterbium1 versetzt (dotiert) sind. Ein Lichtimpuls wird zunächst in einem Laserresonator erzeugt und durch Cavity Dumping extrahiert. Die Ytterbium-Ionen in den Kristallscheiben werden rechtzeitig angeregt und der Laserimpuls wird kohärent verstärkt. Dabei heizen sich die Scheiben an die Grenze ihrer Belastbarkeit auf. Die Rate, mit der solch ein Laser feuern kann, ist im Wesentlichen durch die Zeit begrenzt, die es braucht, die Scheiben wieder abzukühlen. Bei uns wird mindestens ein Impuls pro Sekunde, besser zehn anvisiert. Zehn Impulse pro Sekunde ist die Rate, mit der unser Beschleuniger-basierter Röntgenlaser getaktet ist.

Hochintensitäts-Laser

Hochleistungs- oder Hochintensitäts-Laser erreicht man, indem man die Impulse viel kürzer macht. Leistung ist schließlich Energie pro Zeit. Mit etwa 30 Femtosekunden sind solche Laserimpulse eine Millionen mal kürzer als die der Hochenergie-Laser. Dafür enthalten sie nur ein fünfundzwanzigstel der Energie: 4 Joule.

Wie ich einmal zeigte, ist die Wellenlänge optischer Laser viel größer als die Ausdehnung von Atomen. Licht wirkt hauptsächlich als schwingendes elektrisches Feld. Wie ein Kahn auf dem Wasser, schwingen die Elektronen im Feld mit. In den meisten Fällen ist das elektrische Feld einer Lichtquelle nur eine winzige Schwankung im elektrischen Gesamtfeld. Wechselwirkungen sind meist Resonanzen. Bei Hochintensitäts-Lasern ist das anders: Hier reicht das elektrische Feld aus, um den Atomen ganz direkt Elektronen zu entreißen.

Die Hauptwirkung solch eines Lasers ist also nicht die Erwärmung von Materie sondern direkte Wechselwirkung mit den Elektronen. Dabei können die Elektronen so schnell werden, dass sie bei Rückkehr zum Atom kurze Röntgenblitze erzeugen oder sogar Protonen aus dem Kern herausschlagen können.

Die Kenngröße für hohe Intensität ist Leistung pro Fläche: Watt pro Quadratzentimeter (W/cm²). Der 4 Joule, 30 Femtosekunden Laser kann, auf einige Mikrometer fokussiert, Flächen-Leistungsdichten von über 1020 W/cm² erreichen2. Die Ionisationsschwelle, also die nötige Leistungsdichte um Elektronen gerade so aus dem Material herauszulösen, liegt bei 1012 W/cm² für Metalle und 1013 W/cm² für Nichtleiter.

Zur Erzeugung hoher Intensitäten und kurzer Pulse ist ein Laser mit Modenkopplung über einen großen Wellenlängenbereich nötig. Zum Einsatz kommen hier Titan-dotierte Saphir-Kristalle. Titan-Saphir-Laser erzeugten Licht um 800 Nanometer Wellenlänge, also im infraroten Spektralbereich, mit einer großen Bandbreite zwischen 670 und 1070 Nanometern. Das macht diese Laser über einen weiten Wellenlängenbereich abstimmbar oder es lassen sich besonders kurze Impulse erzeugen. Die große Bandbreite hat außerdem den Vorteil, dass sich die Laserimpulse mit Beugungsgittern zeitlich strecken und komprimieren lassen. Es kann ein relativ langer Impuls verstärkt werden, um die maximale Leistungsdichte im Kristall zu reduzieren und so Schäden im Kristall zu vermeiden. Der verstärke Impuls wird dann wieder auf wenige Femtosekunden komprimiert, um maximale Spitzenleistung zu erreichen.

Was nun besser ist, ein Nanosekunden-Laser mit 100 Joule oder ein Femtosekunden-Laser mit 4 Joule, hängt vom Experiment ab. Von der Fragestellung, die es zu beantworten gilt. Wenn beides zur Verfügung steht, können wir Materie mit hohen Energien oder unter Einfluss hoher Felder studierten.

Der Beitrag Leistung oder Energie. Was Laser können. erschien zuerst auf Quantenwelt.

(Mehr in: Quantenwelt)

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Monsunregen in China und Australien: riesige Wippe entdeckt

Wenn in China der Regen im Sommer schwach ist, ist er in Australien stark, und umgekehrt – Wissenschaftler haben jetzt diese bislang unbekannte Wechselwirkung im asiatischen Monsunsystem entdeckt. Sie gleicht einer riesigen Wippe. Das Auf und Ab geschieht nicht von Jahr zu Jahr, sondern über Jahrzehnte und Jahrhunderte. Um dieses Muster sichtbar zu machen, haben die Forscher eine neue mathematische Methode entwickelt, mit der sie Spuren klimatischer Ereignisse aus den vergangenen 9000 Jahren analysierten. Diese Spuren fanden sie in uralten Tropfsteinen in Höhlen.

ACHTUNG SPERRFRIST bis Montag, 26. September 2016, 11.00 Uhr deutscher Zeit
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Vielfalt der Viren in Ozeanen dreimal höher als bislang bekannt

Ein internationales ForscherInnenteam unter der Leitung von Matthew Sullivan von der Ohio State University (USA) mit Beteiligung von Alexander Loy von der Universität Wien liefert einen wichtigen Beitrag zur Katalogisierung der genetischen Vielfalt der Viren in den Weltmeeren: Insgesamt fanden die WissenschafterInnen über 15.000 verschiedene Virustypen, dreimal mehr als bisher bekannt. Da diese Viren überraschend vielfältigen Einfluss auf die Meeresmikroben nehmen, die wiederum eine wichtige Rolle für das Ökosystem Ozean spielen, haben diese Wechselwirkungen zwischen Viren und Mikroben auch Konsequenzen für das Klima.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Kräftemessen im Erbgutmolekül

Unser Erbgut, die DNA, hat vereinfacht dargestellt die Struktur einer verdrehten Strickleiter – in der Fachwelt wird diese Struktur als Doppelhelix bezeichnet. Für ihre Stabilität sind unter anderem die sogenannten Basenpaar-Stapelwechselwirkungen verantwortlich. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Technischen Universität München (TUM) ist es zum ersten Mal gelungen, diese Kraft direkt zu messen. Das neue Wissen könnte dabei helfen, präzise molekulare Maschinen aus DNA zu konstruieren. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Forscher im Fachmagazin „Science“.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Ökosysteme in Oberfranken erinnern sich: Wie der ‚saure Regen‘ neue ökologische Probleme verschärft

Andreas H. Schweiger M.Sc., der an der Universität Bayreuth den Masterstudiengang ‚Biodiversität und Ökologie‘ absolviert und hier vor kurzem in der Ökologie/Biogeografie promoviert hat, erhält den Bernd-Rendel-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft. In seiner Doktorarbeit zeigt er unter anderem, wie die Schäden, die der ‚saure Regen‘ in den 1980er Jahren im Fichtelgebirge und im Frankenwald angerichtet hat, bis heute nachwirken. Einige Jahrzehnte später können sie – in Wechselwirkung mit neuen Umwelt- und Klimafaktoren – unerwartet zu einer Verschärfung ökologischer Herausforderungen beitragen.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Spurensuche in der Klimaküche von El Niño

GEOMAR Forscher beschreiben Änderungen im Ostpazifik während des letzten El Niños im Oktober 2015

Im Oktober 2015 herrschte einer der stärksten jemals gemessenen El Niños im Ostpazifik. Gleichzeitig untersuchten Kieler Meeresforscher mit dem deutschen Forschungsschiff SONNE die sauerstoffarmen Gebiete östlich der Galapagos Inseln und vor Peru. Die hydrographischen Messungen brachten neue Erkenntnisse zum Einfluss des Klimaphänomens El Niño auf den Ozean. Erste Ergebnisse der im Rahmen des SFB 754 „Klima – Biogeochemische Wechselwirkungen im tropischen Ozean“ und im SOPRAN-Projekt durchgeführten Messungen sind jetzt in der internationalen Fachzeitschrift ‚Ocean Science‘ erschienen.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Nachhaltigkeitsforschung: Neues Buch zu den Wechselwirkungen von Gesellschaft und Natur

Ein neues Buch, das rechtzeitig zum 3rd ISA Forum of Sociology 2016 in Wien erscheint, präsentiert den aktuellen Stand der Wissenschaft der Wiener Schule der Sozialen Ökologie. Das konzeptuelle Repertoire der Sozialen Ökologie wird darin in seiner Breite und mit einer Vielzahl an empirischen Studien und neuen Ergebnissen dargestellt.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Diese Rolle spielen Lösungsmittel bei extremem Druck

Wie sich die Wechselwirkungen zwischen Lösungsmittel und Biomolekülen bei hohem Druck verändern, haben Forscher der Universitätsallianz Ruhr untersucht. Sie untersuchten das Verhalten des kleinen Moleküls TMAO von Normalbedingungen bis hin zu zehn Kilobar. Experiment und Simulation ergaben, dass sich einige Banden im Infrarotspektrum bei hohem Druck zu höheren Frequenzen verschieben und zudem ihre Form ändern. Grund dafür ist eine zunehmende Anzahl an Wasserstoffbrücken, welche das gelöste TMAO Molekül ausbildet. Solche Ergebnisse können perspektivisch helfen zu verstehen, wie Organismen auf molekularer Ebene an das Leben unter extrem hohem Druck angepasst sind.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Tausende auf einem Chip: Neue Methode zur Erforschung von Proteinen

Seit das Genom entschlüsselt worden ist, geht es nun darum, die Funktionsweise von Proteinen besser zu verstehen: Ein internationales Team von Wissenschaftlern unter leitender Beteiligung der Technischen Universität München (TUM) hat eine neue molekularbiologische Methode entwickelt, mit der die Funktion tausender Proteine parallel untersucht werden kann. So konnten hunderte, bislang noch unbekannte Wechselwirkungen zwischen Proteinen aufgezeigt werden.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Streuen mit Licht und Teilchen

Streuexperimente gehören zu den wichtigsten Methoden der grundlegenden Physik. Das Prinzip ist immer ähnlich: Eine zu untersuchende Probe wird klar definiert bestrahlt und die Verteilung der durchtretenden Strahlung in Raum und Energie wird aufgenommen und ausgewertet. Hier möchte ich auf die unterschiedlichen Strahlungen eingehen, die bei Streuexperimenten zum Einsatz kommen. Wann verwenden wir Röntgenstrahlung, wann Elektronen und warum verwenden wir manchmal Neutronen?

Aus Streuung lernen wir einiges über die Probe. Ich habe in meinem Artikel zur Fouriertransformation schon ausgeführt, dass Abbildungen, die wir mit den Augen sehen, letztlich nichts anderes als Streuexperimente sind. Objekte Reflektieren das Licht der Deckenlampe oder des Himmels nicht gleichmäßig. Sie streuen es kohärent in Richtungen, die die Formen und Farben der Objekte kodieren. Die Linse des Auges führt die Lichtstrahlung dann kohärent so zusammen, dass auf der Netzhaut ein Bild einer bestimmten Ebene der Realität entsteht.

Am European XFEL werden wir Röntgenstrahlung für Beugungsexperimente benutzen und dabei bildgebende Experimente, Kristallographie und auch Spektroskopie betreiben. Im Unterschied zur optischen Wahrnehmung mit Licht, wird es aber keine Linsen geben, die das Bild direkt auf dem Detektor rekonstruiert. Der Detektor wird direkt das Streubild aufnehmen und Computer werden das reale Bild rekonstruieren. Die Wellenlänge unseres Röntgenlasers liegt im Bereich von Atomabständen, so dass einzelne Atome aufgelöst werden können.

Röntgenstrahlung funktioniert wie Licht: Sie trägt selbst keine Ladung und ist eine Welle eines elektrischen Feldes, das abwechselnd in die eine und andere Richtung zeigt. Während aber Licht so langsam die Richtung wechselt, dass die Atome mit seinen Wellen mitschwingen, ist Röntgenstrahlung eigentlich zu schnell für die Materie. Sie kann der Röntgenschwingung nicht folgen sondern reagiert verzögert und relativ schwach. Daher kommt es, dass Materie für Röntgenstrahlen beinahe transparent ist. Relativ dicke Schichten können durchleuchtet werden, aber man braucht große Objekte oder hohe Intensität.

Das ist bei Elektronen anders. Diese sind selbst geladen,und werden daher von den Elekronenwolken der Atome direkt abgelenkt. So entsteht starke Elektronenbeugung. Materie ist für Elektronen alles andere als Transparent und man braucht schon recht dünne Objekte, damit nicht alle Elektronen mehrfach wechselwirken oder gar nicht mehr durch kommen. Ich war Ende Mai zu Gast im Institut für Neurowissenschaft des CNR1 in Pisa. Dort betreiben sie ein umgebautes Elektronenmikroskop mit dem Elektronenbeugung an Kristallen durchgeführt werden kann, die so klein sind, dass man sie unter einem Mikroskop nicht erkennen kann. Der Nachweis, dass sich in der Probe überhaupt Kristalle befinden, ist nur durch die sehr intensive Beugung von Elektronen möglich.

Elektronen und Röntgenstrahlen haben eine entscheidende Gemeinsamkeit: Sie „sehen“ die Elektronenhülle. Um direkt die Atomkerne zu untersuchen, braucht es Strahlung, die die Elektronenwolken durchdringt. Strahlung die nicht geladen ist, wie die Elektronen, und auch nicht darauf angewiesen ist, elektrische Schwingungen anzuregen, wie Röntgenstrahlung.

Sie erraten es schon, ich kann nur Neutronen- oder Neutrinostrahlung meinen. Neutrinos sind toll. Sie wechselwirken nur über schwache Wechselwirkung, die Quarks und Elektronen betrifft. Ein Neutrinostrahl würde also sowohl an den Elektronen als auch an den Kernen streuen und interessante Bilder liefern. Leider macht die schwache Wechselwirkung ihrem Namen alle Ehre. Sie ist viel zu schwach, um mikroskopische Informationen aus ihr zu gewinnen. Bergmassive oder das innere der Erde kann man mit ihnen studieren, aber keine kleinen oder mittelgroßen Objekte.

Neutonen dagegen bestehen aus derselben Art von Materie wie die Atomkerne. Sie bestehen aus geladenen Quarks, aber ihre Nettoladung ist ausgeglichen. So sind sie elektrisch neutral und wechselwirken kaum mit den Elektronen in Materie. Neutronenstrahlung eignet sich damit gut dafür, die Positionen der Atomkerne selbst zu erkennen. Größere Objekte im Bereich von Zentimetern sind für Neutronenstrahlung transparent genug, um Streuung zu zeigen.

Neutronenstrahlung wird in Forschungsreaktoren erzeugt, Kernreaktoren, die nicht für Energiegewinnung sondern für die Produktion von Neutronen im richtigen Energiebereich optimiert werden. In Lund (Schweden) ist zur Zeit die European Spallation Source (ESS) in Bau. Dort werden Neutronen mit Hilfe eines Protonen-Beschleunigers erzeugt werden.

Streuexperimente finden mit Elektronen, Neutronen und Photonen statt. Unter uns Forschern, die wir solche Experimente machen, gibt es eine gewisse Konkurrenz. Wer macht es am besten? Doch letztlich kommt es auf die Probe an, welche Beugung geeignet ist. Die Elektronenschale sehen Elektronen und Photonen, die Kerne nur Neutronen. Elektronen eignen sich vor allem für sehr dünne Objekte, Neutronen und Photonen durchdringen Materie besser und richten letztlich im Untersuchungsobjekt geringere Schäden an.

(Mehr in: Quantenwelt)

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Streuen mit Licht und Teilchen

Streuexperimente gehören zu den wichtigsten Methoden der grundlegenden Physik. Das Prinzip ist immer ähnlich: Eine zu untersuchende Probe wird klar definiert bestrahlt und die Verteilung der durchtretenden Strahlung in Raum und Energie wird aufgenommen und ausgewertet. Hier möchte ich auf die unterschiedlichen Strahlungen eingehen, die bei Streuexperimenten zum Einsatz kommen. Wann verwenden wir Röntgenstrahlung, wann Elektronen und warum verwenden wir manchmal Neutronen?

Aus Streuung lernen wir einiges über die Probe. Ich habe in meinem Artikel zur Fouriertransformation schon ausgeführt, dass Abbildungen, die wir mit den Augen sehen, letztlich nichts anderes als Streuexperimente sind. Objekte Reflektieren das Licht der Deckenlampe oder des Himmels nicht gleichmäßig. Sie streuen es kohärent in Richtungen, die die Formen und Farben der Objekte kodieren. Die Linse des Auges führt die Lichtstrahlung dann kohärent so zusammen, dass auf der Netzhaut ein Bild einer bestimmten Ebene der Realität entsteht.

Am European XFEL werden wir Röntgenstrahlung für Beugungsexperimente benutzen und dabei bildgebende Experimente, Kristallographie und auch Spektroskopie betreiben. Im Unterschied zur optischen Wahrnehmung mit Licht, wird es aber keine Linsen geben, die das Bild direkt auf dem Detektor rekonstruiert. Der Detektor wird direkt das Streubild aufnehmen und Computer werden das reale Bild rekonstruieren. Die Wellenlänge unseres Röntgenlasers liegt im Bereich von Atomabständen, so dass einzelne Atome aufgelöst werden können.

Röntgenstrahlung funktioniert wie Licht: Sie trägt selbst keine Ladung und ist eine Welle eines elektrischen Feldes, das abwechselnd in die eine und andere Richtung zeigt. Während aber Licht so langsam die Richtung wechselt, dass die Atome mit seinen Wellen mitschwingen, ist Röntgenstrahlung eigentlich zu schnell für die Materie. Sie kann der Röntgenschwingung nicht folgen sondern reagiert verzögert und relativ schwach. Daher kommt es, dass Materie für Röntgenstrahlen beinahe transparent ist. Relativ dicke Schichten können durchleuchtet werden, aber man braucht große Objekte oder hohe Intensität.

Das ist bei Elektronen anders. Diese sind selbst geladen,und werden daher von den Elekronenwolken der Atome direkt abgelenkt. So entsteht starke Elektronenbeugung. Materie ist für Elektronen alles andere als Transparent und man braucht schon recht dünne Objekte, damit nicht alle Elektronen mehrfach wechselwirken oder gar nicht mehr durch kommen. Ich war Ende Mai zu Gast im Institut für Neurowissenschaft des CNR1 in Pisa. Dort betreiben sie ein umgebautes Elektronenmikroskop mit dem Elektronenbeugung an Kristallen durchgeführt werden kann, die so klein sind, dass man sie unter einem Mikroskop nicht erkennen kann. Der Nachweis, dass sich in der Probe überhaupt Kristalle befinden, ist nur durch die sehr intensive Beugung von Elektronen möglich.

Elektronen und Röntgenstrahlen haben eine entscheidende Gemeinsamkeit: Sie „sehen“ die Elektronenhülle. Um direkt die Atomkerne zu untersuchen, braucht es Strahlung, die die Elektronenwolken durchdringt. Strahlung die nicht geladen ist, wie die Elektronen, und auch nicht darauf angewiesen ist, elektrische Schwingungen anzuregen, wie Röntgenstrahlung.

Sie erraten es schon, ich kann nur Neutronen- oder Neutrinostrahlung meinen. Neutrinos sind toll. Sie wechselwirken nur über schwache Wechselwirkung, die Quarks und Elektronen betrifft. Ein Neutrinostrahl würde also sowohl an den Elektronen als auch an den Kernen streuen und interessante Bilder liefern. Leider macht die schwache Wechselwirkung ihrem Namen alle Ehre. Sie ist viel zu schwach, um mikroskopische Informationen aus ihr zu gewinnen. Bergmassive oder das innere der Erde kann man mit ihnen studieren, aber keine kleinen oder mittelgroßen Objekte.

Neutonen dagegen bestehen aus derselben Art von Materie wie die Atomkerne. Sie bestehen aus geladenen Quarks, aber ihre Nettoladung ist ausgeglichen. So sind sie elektrisch neutral und wechselwirken kaum mit den Elektronen in Materie. Neutronenstrahlung eignet sich damit gut dafür, die Positionen der Atomkerne selbst zu erkennen. Größere Objekte im Bereich von Zentimetern sind für Neutronenstrahlung transparent genug, um Streuung zu zeigen.

Neutronenstrahlung wird in Forschungsreaktoren erzeugt, Kernreaktoren, die nicht für Energiegewinnung sondern für die Produktion von Neutronen im richtigen Energiebereich optimiert werden. In Lund (Schweden) ist zur Zeit die European Spallation Source (ESS) in Bau. Dort werden Neutronen mit Hilfe eines Protonen-Beschleunigers erzeugt werden.

Streuexperimente finden mit Elektronen, Neutronen und Photonen statt. Unter uns Forschern, die wir solche Experimente machen, gibt es eine gewisse Konkurrenz. Wer macht es am besten? Doch letztlich kommt es auf die Probe an, welche Beugung geeignet ist. Die Elektronenschale sehen Elektronen und Photonen, die Kerne nur Neutronen. Elektronen eignen sich vor allem für sehr dünne Objekte, Neutronen und Photonen durchdringen Materie besser und richten letztlich im Untersuchungsobjekt geringere Schäden an.

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Darmmodell HuMiX funktioniert wie das natürliche Vorbild

Wissenschaftler der Universität Luxemburg haben nachgewiesen, dass ein von ihnen entwickeltes und patentiertes Modell des menschlichen Darms – HuMiX – die Vorgänge in unserem Darm und die Rahmenbedingungen, unter denen die Prozesse ablaufen, sehr genau widergibt: Mit HuMiX können die Forscher die komplexen Wechselwirkungen zwischen menschlichen Zellen und Bakterien analysieren, deren Auswirkungen auf die Gesundheit oder auf die Entstehung von Krankheiten prognostizieren sowie die Wirkung von Probiotika und Medikamenten untersuchen. Ihre Erkenntnisse veröffentlichen die Wissenschaftler im renommierten britischen Fachjournal Nature Communications (DOI: 10.1038/NCOMMS11535).
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Chemie von Eisen in wässriger Lösung entschlüsselt

Ein HZB-Team hat an der Synchrotronquelle BESSY II zwei unterschiedliche Methoden kombiniert, um mehr Informationen zur Chemie von Übergangsmetallverbindungen in Lösung zu gewinnen. Solche Verbindungen können als Katalysatoren in Energiematerialien gewünschte Reaktionen befördern, sind aber bislang noch nicht vollständig verstanden. Sie zeigten an einem einfachen Modellsystem aus Eisen in Wasser, wie sich aus dem systematischen Vergleich sämtlicher elektronischer Wechselwirkungsprozesse ein detailliertes Bild der elektronischen Zustände ermitteln lässt. Die Ergebnisse sind im Open Access Journal von Nature, den Scientific Reports, publiziert.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Kurzsichtige Klimapolitik gefährdet andere UN-Nachhaltigkeitsziele

Studie: Enge Wechselwirkungen – Energieeffizienz als zentraler Lösungsansatz empfohlen
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Gleiter-Schwarm auf Wirbelspur

Mithilfe von sieben autonomen Messsonden, sogenannten Gleitern, ist es Meeresforschern aus Kiel, Bremen und Bremerhaven erstmals gelungen, einen knapp 100 Kilometer großen Ozeanwirbel während seiner Entstehung vor der Küste von Peru zu vermessen. Derartige Wirbel sind bedeutsam für den Transport von Sauerstoff, Nährstoffen und Wärme durch ganze Ozeane. Die Studie, die im Rahmen des Kieler Sonderforschungsbereichs (SFB) 754 „Klima-Biogeochemische Wechselwirkungen im tropischen Ozean“ entstand, ist jetzt in der internationalen Fachzeitschrift Journal of Geophysical Research – Oceans erschienen.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Drei Faktoren für Fusionsenergie

Nachdem ich beschrieben habe, wie einfach Fusion ist, möchte ich Ihnen die Schwierigkeiten nicht vorenthalten, die auf dem Weg zur Fusionsenergie zu bewältigen sind. Auf meinem Besuch in Greifswald fiel von Experten immer wieder der Begriff „Tripel-Produkt“. Das Tripel-Produkt, offenbar ein Produkt aus drei Faktoren, müsse für Fusion ausreichend groß sein. Auf meine Nachfrage nannten mir die Experten die drei entscheidenden Faktoren: Teilchenenergie, Dichte und Isolation des Plasmas.

Energie

Da Kernfusion durch inelastische Streuung von Atomkernen zustande kommt, ist die Bewegungsenergie der Kerne wichtig. Ausreichend viele kollidierende Kerne müssen genügend Energie haben um zu fusionieren. Hier gilt nicht der Grundsatz „je mehr desto besser“, es gibt eine optimale Energie für den Fusionsprozess.

Dargestellt ist das im Bild links. Mit zunehmender Stoßenergie wird zunächst die Fusion von Deuterium mit Tritium (D-T) immer wahrscheinlicher. Die Fusion von Deuterium unter sich (D-D) setzt erst bei höheren Energien ein und bleibt deutlich schwächer. Das ist der Grund, warum Fusionsreaktoren auf den D-T Prozess setzen. Zwischen 50 und 100 Kiloelektronenvolt (keV) Energie erreicht die Wahrscheinlichkeit für D-T-Fusion ihr Maximum. Danach nimmt sie wieder ab.

Anschaulich lässt sich dieses Verhalten so verstehen: Die Kerne stoßen einander elektrisch ab. Es braucht eine Mindestenergie, um die Abstoßung zu überwinden. Deshalb steigt die Fusionskurve zunächst an. Wenn aber die Kerne zu schnell werden, bleibt weniger Zeit für den Austausch eines Protons aus dem Deuterium Kern zum Tritium Kern. Die Kerne fliegen öfter ohne Wechselwirkung aneinander vorbei. Die Kurve nimmt bei höheren Energien wieder ab. Dort wird die Wahrscheinlichkeit für schwerere Kerne größer, die bei gleicher Energie weniger schnell sind.

In einem Plasma sind nicht alle Kerne gleich schnell. Die Bewegungsenergie der Kerne folgt einer Wahrscheinlichkeitsverteilung, der Maxwell-Boltzmann-Verteilung. Sie ist von der Temperatur des Plasmas abhängig. Die mittlere Teilchenenergie liegt in der Größenordnung von 0,0001 eV pro Grad 12, deshalb braucht ein Fusionskraftwerk 150 Millionen Grad Celsius Plasmatemperatur, um den Fusionsprozess aufrecht zu erhalten.

Dichte

Schnelle und damit energiereiche Kerne allein machen noch keine effektive Fusion. Damit genügend Energie pro Zeiteinheit erzeugt wird, müssen die Stöße zwischen den Atomkernen genügend oft erfolgen. Das lässt sich durch ausreichende Dichte des Plasmas erreichen. Die Teilchendichte im Plasmaexperiment Wendelstein 7-X liegt bei 1020 Teilchen pro Kubikmeter3. Zum Vergleich: In einem Gas bei Raumtemperatur und Normaldruck haben wir es mit 3×1025 Teilchen pro Kubikmeter zu tun. Das Plasma ist in den großen Plasmaanlagen also eher dünn.

Nun ist die Dichte allein kein gutes Maß dafür, wie schwierig es ist, ein Plasma zusammen zu halten. Druck ist da das bessere Maß. Druck ist die Kraft pro Flächeneinheit, mit der ein Plasma auseinanderzustreben versucht. Aus der Dichte ergibt sich, wie viele Teilchen den Rand des Plasmas erreichen, aus der Temperatur, mit welcher Wucht sie ankommen. Welche Kraft nötig ist um sie zurückzuhalten.

Der Druck des Plasmas liegt mit unter 5 Bar nicht all zu hoch. Eine gewöhnliche Gasflasche hält locker 200 Bar. Aber bei den hohen Teilchenenergien kann keine Wand das Plasma halten. Die Kerne würden nicht, wie bei einem kalten Gas, von den Wänden zurückgehalten werden, sondern tief ins Wandmaterial eindringen und für das Plasma verloren geben. Um das Plasma festzuhalten, muss der Gegendruck von einem starken Magnetfeld erzeugt werden, wie es nur mit supraleitender Technologie erzeugt werden kann.

Isolation

Der letzte Wert im Bunde ist die Isolation. Sie wird als eine Zeit angegeben. Diese Zeit gibt an, wie lange Energie dem Plasma erhalten bleibt.4 Es gibt eine ganze Reihe Mechanismen, die zu Energieverlusten führen können:

Unvermeidbar sind die Verluste aufgrund der thermischen Strahlung des Plasmas. Ein Plasma, das heißer als die Sonne ist, sendet Wärmestrahlung im Bereich sichtbaren und ultravioletten Lichtes. Dazu verliert ein Plasma auch Produkte aus den radioaktiven Vorgängen, die in ihm vorgehen. Neutronen verlassen das Plasma, wenn sie nicht von einem Kern eingefangen werden. Für Gammastrahlung ist ein Plasma durchsichtig, so dass sie verloren geht. Elektronen und Kerne werden zwar als geladene Produkte vom Magnetfeld zurückgehalten, können aber bei zu hoher Bewegungsenergie ebenfalls verloren gehen. Außerdem gibt es innere Verluste. Zum Beispiel durch schwere Atomkerne im Plasma, die durch inelastische Stöße Bewegungsenergie aufnehmen können. Dadurch werden sie selbst zwar angeregt, kühlen das Plasma aber ab.

Die Wärmeisolierung liegt im Wendelstein 7-X im Bereich weniger Sekunden. Damit ist das der einzige Wert, der noch nicht ausreicht, um einen Fusionsprozess aufrecht zu erhalten, bei dem mehr Energie gewonnen als eingesetzt wird. Wie aber die Isolation verbessert werden kann, ist bekannt: Die meisten Verluste geschehen über die Oberfläche des Plasmas, um es besser zu isolieren, muss das Verhältnis Oberfläche zu Volumen kleiner Werden. Das ist mit größeren Plasmen zu erreichen. Fusionskraftwerke werden, wenn es sie mal geben wird, Großkraftwerke sein. Es gibt momentan keinen realistischen Ansatz, kleine und kompakte Fusionsreaktoren zu bauen. Das fusionsgetriebene Auto wird ein Traum bleiben.

Das Tripel-Produkt

Das Tripel-Produkt ist also ein Produkt aus den drei Größen Bewegungsenergie, Dichte und Isolation. Diese Größen zu multiplizieren ist deshalb sinnvoll, weil sie einander zum Teil ersetzen können. Wenn die Isolation schlecht ist, lässt sich durch höhere Dichte oder Bewegungsenergie die Energieerzeugungs-Rate erhöhen und die Temperatur dennoch halten. Bei höherer Dichte lässt sich die Fusion mit niedriger Energie aufrechterhalten. Die Wahrscheinlichkeit für Fusion nimmt zwar zusammen mit der Energie ab, aber bei höherer Dichte nimmt die Anzahl der Stöße pro Sekunde zu, so dass gleich viel Fusion erfolgt.

Dem Produkt aus Dichte und Energie sind durch die verfügbare Leistung supraleitender Magneten Grenzen gesetzt. Aus Dichte und Energie ergibt sich ein Druck, dem das Magnetfeld entgegengesetzt werden muss. Für die Isolation setzt, wie oben beschrieben, die Größe der Anlage ein Limit. Je größer desto besser.

Der Weg zum Fusionskraftwerk

Spannend bleibt die Frage, wann es erstmals Energie aus Kernfusion geben wird. Der Zeitplan wird momentan durch das Projekt ITER vorgegeben, über dessen Verspätung Alf Köhn nebenan schon berichtet hat. Erstes Plasma in ITER können wir in knapp zehn Jahren erwarten. Und die Anlage wird dann etwa 20 Jahre lang Versuche durchführen. Wie es dann weitergeht, hängt nicht nur vom physikalischen Fortschritt, sondern vor allem von der energiepolitischen Situation und der Stimmung ab. Momentan sieht es nicht so aus, als ob Großkraftwerke eine breite Unterstützung bekommen können.

Spötter sagen, die Fusionsenergie stünde immer konstant 50 Jahre vor ihrer Realisierung. Tatsächlich wurde wohl schon in den 1950er Jahren optimistisch die Jahrtausendwende als Start für Fusionsenergie angepeilt. Nun wird es wohl nicht vor 2050 soweit sein. Dennoch stehen die Fusionsforscher heute an einer ganz anderen Stelle. Mitte der 1950er Jahre war es noch völlig unklar war, wie ein Plasmaspeicher aussehen würde, wie also ein heißes Plasma sicher von Wänden ferngehalten und isoliert werden kann. Heute ist die Technologie supraleitender Magneten soweit ausgereift, dass sie zum Beispiel an Teilchen-Speicherringen wie dem Large Hadron Collider (LHC) mit großem Erfolg ein gesetzt werden. Seit den 1990er Jahren ist es zudem möglich, komplizierte Plasmakonfigurationen am Computer zu simulieren. So kann eine große Fusionsanlage zuverlässig voraus geplant werden. Technisch ist die Fusionsforschung also so weit, dass sie sich nicht mehr auf Spekulationen verlassen muss. Sie hat einen realistischen Plan.

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