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Geschäftsbericht 2014

Energie I Erde und Umwelt I Gesundheit I Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr I Schlüsseltechnologien I Struktur der Materie 19 Nukleare Entsorgung und Sicherheit sowie Strahlenforschung Der Deutsche Bundestag hat beschlossen, die Stromerzeu- gung aus Kernenergie zu beenden und das letzte deutsche Kernkraftwerk bis 2022 stillzulegen. Ein neues Bundesgesetz soll das Auswahlverfahren für den Standort eines deutschen Endlagers für hochradioaktive Abfälle neu definieren. Dieses Programm stellt einen integralen Bestandteil nationaler Vor- sorgeforschung dar und befasst sich mit den Herausforderun- gen, die durch die neuen Randbedingungen entstehen. Kernfusion Kernfusion besitzt das Potenzial, als nahezu unerschöpfliche, sichere und CO2-freie Energiequelle etwa ab der Mitte des Jahrhunderts einen entscheidenden Beitrag zur Deckung des weltweit wachsenden Energiebedarfs zu liefern. Ziel ist es, die Grundlagen für die Entwicklung und den Bau eines Fusions- kraftwerks zu schaffen. Zentrale Projekte, die die Fusionsfor- schung in den nächsten 20 bis 30 Jahren bestimmen werden, sind ITER und Wendelstein 7-X. Forschungszentrum Jülich Helmholtz-Zentrum Potsdam – Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) NOCH DÜNNERE SOLARZELLEN MIT NANOTEILCHEN Nanostrukturen könnten dafür sorgen, dass mehr Licht in die aktive Schicht von Solarzellen gelenkt wird, so dass der Wirkungsgrad steigt. Martina Schmid vom HZB und der FU Berlin hat genau gemessen, wie un- regelmäßig verteilte Silber-Partikel die Lichtausbeute verändern. Sie zeigte, dass die Nanoteilchen über ihre elektromagnetischen Nahfelder miteinander wechsel- wirken, so dass lokale Hot Spots entstehen, wo das Licht besonders stark konzentriert wird. Ihre Ergebnisse tragen dazu bei, solche Nanostruk- turen gezielt zu designen, um die Effizienz von Solarzellen zu erhöhen. BYPASS ZUR UNTERSUCHUNG MIKROBIELLER STOFFWECHSELPROZESSE IN GEOTHERMIEANLAGEN Wissenschaftler des GFZ haben gemeinsam mit Industriepartnern ein mobiles Bypass-System für Geothermieanlagen entwickelt. Mit dem Bypass können vor Ort die Einflüsse mikrobieller Stoffwechselprozesse auf Ausfällungen und Korrosion bei unterschiedlichen Temperaturen untersucht werden. Das System ist hinsichtlich der Form und Größe der Werkstoffproben an die jeweiligen Standortbedingungen anpassbar und lässt sich in verschiedenen Bereichen der Anlage einsetzen. Ziel ist es, wirksame Maßnahmen zur Vermeidung mikrobiell verursachter Anlagenstörungen zu entwickeln. Die Silber-Nanoteilchen sind unregelmäßig geformt und zufällig auf der Oberfläche verteilt, wie diese Rasterelek- tronenmikroskop-Aufnahme zeigt. Bild: HZB Rasterelektronenmikroskop- Aufnahme einer Filterprobe mit Mikroorganismen (MO) und mineralischen Ausfällungen. Bild: M. Kasina/GFZ FUSIONSFORSCHER KONTROLLIEREN PLASMA FÜR REKORDDAUER Die Kernfusion stellt die Prozesse im Inneren der Sonne nach. Eine der wichtigsten Fragen zur Er- schließung dieser Technologie ist es, die instabile und nur schwer zu steuernde Fusionsreaktion über längere Zeit aufrechtzuerhalten. Ein Team um den Jülicher Fusionsforscher Yunfeng Liang entwickelte eine neue Methode, die unkontrollierten Plasma- entladungen weiter einzudämmen. Mithilfe von Radiowellen konnten sie im chinesischen Fusions- experiment EAST ein energiereiches Plasma über eine Rekorddauer von 30 Sekunden erhalten. Blick in den chinesischen Tokamak- Fusionsreaktor EAST mit energiereichem Plasma (kleines Bild). Bild: Institute of Plasma Physics/Chinese Academy of Sciences

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