Jugend forscht Wettbewerb 2019
Fusion und Fracking
Von R. Wilkens, 04.03.2019
Dem Thema Energie haben sich Isaak Wellmer, Fynn Rölleke und Erik Robel gewidmet.
In zwei preisgekrönten Arbeiten entwickelten die drei Jungforscher Ansätze zur Erweiterung der energetischen Ressourcen. Auf dem Regionalwettbewerb in Lingen konnten sie dem neuen Wettbewerbsleiter Siegfried Wigger und der Öffentlichkeit ihre Projekte vorstellen.
Isaak errang dabei den 2. Platz im Bereich Schüler experimentieren Physik.
Zunächst setzte er sich - unterstützt durch den Forderbereich der Marianum - mit den Grundlagen zur Kernphysik auseinander. In der Jufo-AG führte er dann Versuche zu Plasmen durch.
Fynn und Erik untersuchten anhand verschiedener einheimischer Muttergesteine experimentelle Grundlagen und Ausbeuten des Fracking. Der Preis der regionalen Wirtschaft war für beide die Belohnung für den hohen Arbeitseinsatz an Wochenenden und Nachmittagen.
Zur Arbeit von Isaak:
Bei einer Kernfusion basieren die Methoden des Tokamaks und des Stellarators darauf, dass ein Plasma den Reaktor auf die Temperatur erhitzt, die Atomkerne zum Verschmelzen bringt. Diese Beobachtung brachte Isaak auf die Idee, dass Plasmen zur Erhitzung von Hochöfen nutzbar sein könnten.
Dass mit einem Plasma Rohstoffe leicht zu zerschmelzen sind, bewiesen verschiedene Versuche mit der Mikrowelle. Die Aktivierungsenergie für chemische Reaktionen, bei der sich Atome zu Molekülen verbinden, ist einfach erreichbar. Ein Vergleich der benötigten Energien zeigte, dass das Mikrowellen-Verfahren auch für den Einsatz bei der Kernfusion sehr effizient sein könnte.
Die Arbeit von Fynn und Erik:
Fracking wird in Deutschland keine wichtige Rolle spielen", betonte Bundesumweltministerin Barbara Hendricks. (Stand 2017). Die bekannten Erdölquellen werden aber in kurzer Zeit versiegen. Ist Fracking auf Dauer unvermeidbar?
Lange suchten die beiden Schüler nach geeigneten Schiefersorten als Trägermaterial für ihre Versuche. Die Firma Rittstieg lieferte alte Vorräte - unter anderem vom Dach der Klosterkapelle des Marianum.
Fynn und Erik ermittelten, dass Schiefer je nach Region das Öl unterschiedlich gut bindet. Je schlechter der Schiefer das Öl bindet, desto weniger Chemikalien müssen eingesetzt werden, um das Erdöl aus dem Gestein zu bekommen. Die beiden Experimentatoren schlugen für ihre Modellversuche auch eine geeignete Fracking–Flüssigkeit vor.
Am wenigsten umweltschädlich wäre gemäß den Versuchsergebnissen demnach das Fracking in Thüringen, am größten bei Schiefervorkommen in England. Es konnte zudem erneut bestätigt werden, dass die Umweltschädigung durch Fracking massiv wäre.