High-tech Businesslogik bei bluehands

Am Freitag habe ich meine alte Firma bluehands in Karlsruhe besucht und ich bin sehr beeindruckt. Bluehands macht Softwareentwicklung auf hohem Niveau. Die Kernkompetenz liegt bei der Umsetzung von Projekten mit .NET für Webanwendungen, Datenbank- und Backend, sowie komplexe branchenspezifische Businesslogik. "Umsetzung" ist dabei ein zentrales Wort. Denn das beginnt bei der Planung und Denken mit und für den Kunden und endet erst wenn das System im Produktiveinsatz läuft.

Selten habe ich so "dichte", kontrollierte und hochwertige Softwareentwicklung gesehen. Die Zahl der Projekte ist beeindruckend. Die hohe Qualität bei dieser Geschwindigkeit ist nur zu halten durch Agile Entwicklungsmethoden und ständige Innovation. Mittel wie Scrum, Nightly Builds, Unit Tests, automatische Codeanalyse, Versionskontrolle, DRY, KISS, Continuous Integration sind selbstverständlich. Dazu kommen Research-Projekte, Coder-Seminar, Effizienzanalyse und interne Weiterbildung. Aktuelles Beispiel: die Clean Code Developer Initiative.

Wer also eine Visualisierungslösung braucht, z.B. im Energiebereich oder in verarbeitenden Gewerben, wie Metall und Bau, oder ein komplexes Planungstool, wer will, dass bei der Planung mitgedacht wird und, dass das System installiert wird und dann läuft, dem kann ich www.bluehands.de nur empfehlen.

Und wir anderen Coder (zumindest die meisten) können da noch was lernen. Wir sind ja auch nicht schlecht organisiert (zumindest die meisten), aber da kann man sich eine Scheibe von abschneiden. Das ist den Jungs bei bluehands selbst wahrscheinlich gar nicht so bewußt. Two thumbs up.

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Enthält das US Konjunkturpaket Finanzierung für IEC Fusion?

Die US-Demokraten stellen Konjunkturpaket über 825 Milliarden Dollar vor in dem steht:

Department of Energy: $1.9 billion for basic research into the physical sciences including high-energy physics, nuclear physics, and fusion energy sciences, and improvements to DOE laboratories and scientific facilities. $400 million is for the Advanced Research Projects Agency-Energy to support high-risk, high-payoff research into energy sources and energy efficiency.
(Quelle: Research Gets Billions in House Recovery Plan)

Zusätzlich zu 1,9 Milliarden erhält das DOE speziell für die DARPA "$400 million für high-risk, high-payoff research into energy sources". Das könnte natürlich alles sein. Aber man kann ja mal hoffen, dass "high-risk, high-payoff" auch WB-8, die nächste Phase für IEC Fusion bedeutet.

Wir wissen, dass Barack Obamas neuer Energieminister, der Physik Nobelpreisträger Steven Chu IEC Fusion kennt, seit er bei Google auf den Vortrag von Bussard "Should Google Go Nuclear? Clean, cheap, nuclear power (no, really)" darauf angesprochen wurde: Chu: "I was discussing with people at Google for an hour or an hour and a half, and it's continuing. [...] So far there is not enough infomation [...] but I try to get more information. I've talked to them a little bit". Das ist schon ziemlich bemerkenswert. Sicher mehr, als "nur davon gehört". Mehr als eine Stunde darüber gesprochen und versucht mehr Informationen zu bekommen. Chu ist Physiker mit großer Erfahrung in Atomphysik, Spektroskopie und und Elektromagnetismus und damit genau der richtige um die Erfolgsaussichten von Bussards Ansatz selbst beurteilen zu können, statt sich nur auf Experten zu verlassen.

Was würde ein vorsichtiger Politiker tun, um 200 Mio $ für ein hochspekulatives Projekt unauffällig unterzubringen? Er versteckt es in einem 825 Milliarden Dollar Paket, das gerade daher kommt.

Dislcaimer: OK,wahrscheinlich sind die 400 Mio. für etwas anderes und vielleicht ist IEC ein Hoax, aber wer weiss...

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Solarenergie aus dem Weltraum

Das Thema geht ja immer mal wieder durch die Presse: man macht kilometergroße Solarsatelliten und strahlt die Energie per Mikrowelle zur Erde. Ist teuer wegen den Startkosten, aber es gibt immer wieder Vorschläge, die behaupten es ist finanzierbar. Und wenn dann alle Energieprobleme gelöst sind, kann man es sich ja auch was kosten lassen.

Kann ja sein, aber irgendwas ist daran komisch.

Der Punkt ist: die Solarsatelliten erzeugen Strom, der zur Erde tranportiert werden muß. Kabel geht nicht. Aber Mikrowellen kann man einfach erzeugen und ziemlich effizient wieder einfangen mit sogenannten Rectennas.

Nun haben aber manche Leute Angst, dass der Mikrowellenstrahl "abhauen" könnte und Leute in Städten röstet oder dass Vögel durchfliegen und gebraten werden. Vom Waffenpotential mal ganz zu schweigen. Deshalb fächert man den Mikrowellenstrahl so weit auf, dass er keinen Schaden (respektive Kriegsnutzen) anrichten kann. Er hat dann etwa die Energiedichte von normaler Sonnenstrahlung. Das ist dann für alle verständlich, weil Vögel ja sonst auch kein Problem mit der Sonne haben.

Für 1 Gigawatt, das entspricht etwa einem Kernreaktor, braucht man ein 1 km großes Feld von Empfangsantennen. Kann man machen, ist sicher nicht billig. Aber was mich vor allem wundert: warum fängt man nicht gleich Sonnenstrahlung auf dem Boden ein, statt Sonnenstrahlung im Weltraum, dann per Mikrowelle zur Erde und auf dem Boden Mikrowelle einfangen. Wenn die Leistungsdichte des 1 km breiten Mikrowellenstrahls so ist, wie die Sonnenstrahlung dann kann man doch gleich die Sonnenstrahlung einfangen. Die Sonne liefert ca. 1 kW/qm. Das nennt man Solarkonstante. Genauer: 1,37 kW +/- 5% pro Quadratmeter. Aber 1 kW reicht als Abschätzung.

Und siehe da, 1 kW/qm multipliziert mit 1 Quadratkilometer Empfangsfläche ist genau 1 Gigawatt. Natürlich hat man Nacht und mal Wolken, aber statt das Zeug ins All zu transportieren kann man auch einfach 4 mal so viele Solarkollektoren bauen. Für den Preis des Transports bekommt man sicher 4 mal so viele Solarzellen oder Spiegel. Kommt noch dazu, dass man auf der Erde nur auf Energieeffizienz achten muß, im Weltraum aber vor allem auf Gewicht. Da meistens leichter=teurer kann man sich auch deswegen mehr Quadratkilometer auf der Erde leisten.

Dass mir jetzt keiner sagt man muß Platz sparen. Platz ist genug da. Und zwar genau dort wo er billig ist und die Sonne ohne Wolken brennt: in der Wüste. Auch die Mikrowellenempfänger würde man ja wohl in der Wüste bauen. Jedenfalls abseits von Städten und da wo keiner jammert, wenn das Gemüse mal ausversehen Mikrowelle abbekommt, d.h. nicht in der Kulturlandschaft. Berge sind auch unpraktisch.

Bei so attraktiven Kriterien wie "flach, billig, leer, trocken" bleibt auf der Erde nur die Wüste. Es gibt Millionen Quadratkilometer Wüste. Nevada reicht für die USA. Ein tausendstel Sahara reicht für allen Strom in Europa. Kurze Rechnung: 1 Atomkraftwerk bringt pro Reaktor ca. 1 Gigawatt. Die Sonne pro Quadratkilometer auch. Die Sahara hat 9 Mio. Quadratkilometer. Das wären 3 Mio. Atomkraftwerke. Baut man nur ein Hundertstel der Sahara mit Solarzellen oder Spiegeln zu, dann erzeugt man genügend Strom für die ganze Erde. Auch in Zukunft. Energie ist nicht knapp. Die Sonne liefert im Überfluß. Wie nutzen sie nur nicht.

Zurück zu Solarenergie aus dem Weltraum: also entweder

• der Mikrowellenstrahl wird doch gebündelt und hier ist eine große Augenwischerei im Spiel

oder

• Solarsatelliten mit Mikrowellenübertragung sind totaler Unsinn und man sollte lieber 4 Quadratkilometer Solarzellen in die Wüste bauen, statt 1 Quadratkilometer voller Mikrowellenempfänger.

oder

• ich habe was nicht verstanden.
  

Mal ganz davon angesehen, dass man sowieso nicht Tausende Quadratkilometer Solarzellen herstellen würde, sondern eher solarthermische Kraftwerke, die Sonnenstrahlung mit Spiegeln bündeln.

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Google wird Grün

Google kündigte am 27. November 2007 eine Initiative für erneuerbare Energien an. Wörtlich: Google "creates renewable energy R&D group and supports breakthrough technologies". Da wird viel geredet über Solar- und Windkraftwerke. Aber sind das wirklich "breakthrough technologies"? Mir fällt da eine potentielle "breakthrough technology" ein. Was, wenn Larry Page Dr. Bussard seinen Vortrag bei Google abgenommen hat?

"In 2008, Google expects to spend tens of millions". Was sagte noch Bussard, wieviel der nächste Schritt kostet? wenige Millionen US $ zur Verifikation, dann ca. 200 Mio US $ für den Demoreaktor. Das passt ganz gut zu "the company also anticipates investing hundreds of millions of dollars in breakthrough renewable energy projects". Natürlich kann man für so viel Geld auch viele "breakthrough"-Windräder kaufen. Aber vielleicht ist der Solar/Wind-Teil auch nur ein kleines Ablenkungsmanöver und eine Beruhigungspille für Aktionäre.

IEC - Hoax oder Rettung der Welt

Am 9. November 2006 präsentierte ein alter Mann im Google-Firmenseminar (Google Tech Talk) eine erstaunliche Theorie. Der Mann war Dr. Bussard. Bussard ist bekannt für den sogenannten Bussard Ramjet, einen hypothetischen Raketenantrieb, der interstellaren Wasserstoff durch Magnetfelder einsammelt, komprimiert und zur Kernfusion bringt. Das war aber nicht die Theorie, über die er bei Google berichtet hat. Der Ramjet stammt schon aus den 60-er Jahren. Bussard befasst sich also schon seit 50 Jahren mit Magnetfeldern und Kernfusion. Er ist ein ernstzunehmender Physiker und Ingenieur. Er war in den 70-er Jahren Assistant Director der Atomic Energy Commission und bis in die 80-er Jahre an einigen Projekten zur Tokamak-Kernfusion auch für das DOE beteiligt. Bussard hat mehrere Unternehmen gegründet, darunter 1984 die EMC Corporation, eine Anspielung auf Einsteins E=mc^2 Formel.

EMC hatte über viele Jahre bis 2006 Forschungsaufträge der US-Regierung. Die Firma beschäftigte sich mit der Herstellung von Prototypen für einen neuen Typ von Kernfusionsreaktor. Und das ist der Punkt an dem die Geschichte erstaunlich und für Laien undurchschaubar wird. Das heißt aber nicht, dass sie nicht wahr sein kann.

Bussard berichtet, dass seine Firma an IEC-Fusion arbeitete. IEC ist die Abkürzung für Inertial Electrostatic Confinement, also elektrostatischer Trägheitseinschluss. Kernfusion ist in der Theorie einfach. in der Praxis aber sehr schwierig. Man bringt leichte Atome (z.B. Wasserstoff, Lithium, Bor) sehr eng zusammen. Sie verschmelzen zu schwereren Atomkernen und setzen dabei Energie frei. Die Energie kann man dann verwenden, um Strom zu erzeugen. Leider stoßen sich Atomkerne ziemlich stark ab, da alle positiv elektrisch geladen sind. Man muss sie deshalb unter hohem Druck einsperren und zusammenhalten. Das nennt man Einschluss (=Confinement).

Es gibt verschiedene Methoden Atome zusammenzupressen. Zum Beispiel so wie es in Sternen (unsere Sonne) geschieht, durch Gravitation. Dafür braucht man sehr viel Masse, ca. 100.000 mal so viel wie das Gewicht der Erde. Das ist also technisch nicht praktikabel. Eine vielversprechende Methode ist der Einschluss durch Magnetfelder. In sich geschlossene (Tokamak) Magnetfelder, die 100.000 mal stärker sind als das Erdmagnetfeld können Atomkerne genügend zusammenpressen. Darüber hinaus kann man auch Wasserstoffkügelchen mit gigantischen Lasern beschießen, so dass sie explodieren wobei für kurze Zeit ein großer Druck entsteht, der die Atome genügend zusammenpresst. Das nennt man Trägheitseinschluss. Sowohl am magnetischen Einschluss, als auch am Trägheitseinschluss wird noch geforscht. Es ist aber jetzt schon klar, dass wenn sie eines Tages wirklich funktionieren dafür ziemlich große und teure Anlagen gebaut werden müssen.

Genauso wie sich die elektrischen Ladungen der Atomkerne abstoßen, ziehen sich gegenseitige Ladungen an. Man könnte deshalb die Abstoßungskräfte überwinden, indem man einen negativ geladenen Pol (Kathode) aufstellt zu dem alle Atomkerne hingezogen werden. Sie werden dort so stark hingezogen, wie sie sich untereinander abstoßen. Die negative Ladung müsste nur etwas größer sein, als die positive, dann kommen sich die Atome ziemlich nahe. Das nennt man elektrostatischer Einschluss (= electrostatic confinement). Das einzige Problem dabei ist, dass mit dem Druck der eingeschlossenen Atomkerne auch die Temperatur steigt. Und zwar auf viele Millionen Grad. Das heißt, dass die Kathode ziemlich schnell schmilzt und kaputt ist. Die einzige Lösung ist eine sog. immaterielle Kathode, die nur aus Elektronen besteht. Man müsste die Elektronen zusammenhalten ohne ein Material, dass schmelzen kann. Man kann tatsächlich Elektronen durch ein Magnetfeld zusammenhalten. Mit der richtigen Magnetfeldstruktur kann man einen Klumpen Elektronen an einer Stelle in der Mitte der Magnetfelder fixieren. Schießt man jetzt leichte Atomkerne darauf, dann kreisen die Kern um den Elektronenklumpen in der Mitte und treffen sich immer wieder. Jedes mal, wenn sie sich treffen, können sie verschmelzen und Energie erzeugen. Die Kunst bei diesem Verfahren besteht in der Anordnung der Magnetfelder. Die müssen so dicht sein, dass die Elektronen nicht entkommen können und zusammenbleiben, um die immaterielle Kathode zu bilden. Das nennt sich dann IEC: inertial electrostatic confinement.

Dr. Bussard behauptet nun, dass seine Firma einen Prototypen diese Maschine für ein paar Millionen Dollar an Forschungsmitteln gebaut hat. Das Gerät, genannt Fusor, sieht etwa so aus wie 3 ineinander geschachtelte Helmholtz-Spulen. Das Prinzip ist nicht neu. Schon vor 80 Jahren gab es Vorschläge für sphärische Kathoden, um Ionen einzuschließen. Auch in Los Alamos in den 50-er Jahren wurde daran geforscht. Bussards Beitrag besteht darin, die Kathode immateriell zu machen. Sie besteht nur aus freien Elektronen, die nicht schmelzen können. So einen Fusor kann man mit relativ wenig Aufwand herstellen. Nur die Hochspannungen und Stromspulen mit hohen Leistungen sind eine Herausforderung. Es gibt sogar Studenten, die das in ihrer Freizeit gemacht haben. Aber ein Fusor, der für kommerzielle Kernfusion eingesetzt werden kann, hat dann doch höhere Anforderungen. Anscheinend ist auch die Größe des Geräts ein wichtiger Faktor. Nach den Berechnungen der EMC Corporation müsste ein 3 m großer Fusor dicht genug sein, um die Elektronenwolke im Inneren festzuhalten. Der Prototyp bei EMC war nur 30 cm groß.

Dieses 3 m große Gerät würde 200 Millionen US Dollar kosten und dauerhaft Strom produzieren. Bussard behauptet in seinem Vortrag, dass ein 3 m großer Fusor 100 Megawatt Leistung erzeugen könnte, genug für einen Stadtteil. Der notwendige Treibstoff ist unendlich verfügbar auf der Erde. Das IEC Verfahren ist sogar geeignet für Proton-Bor Fusion bei der nur geladene Teilchen (Alphateilchen) entstehen, die direkt in Strom umgewandelt werden können ohne den Umweg über Hitze zu gehen, wie bei heutigen Atomkraftwerken und bei den anderen geplanten Fusionskraftwerken. Zu allem Überfluss geht das alles ohne nennenswerte Radioaktivität. Es werden zwar Atomkerne verschmolzen, aber der Proton-Bor Prozess erzeugt nur Alphateilchen, keine Neutronen, wie die Kernspaltung oder die Deuterium-Tritium Fusion der Tokamaks. Da die Kernreaktoren vor allem duch Neutronenbestrahlung radioaktiv werden, entfällt sogar dieser Nachteil. Das ist keine kalte Kernfusion im Wasserglas. Das ist echte Technik mit bekannten physikalischen Effekten. Man könnte innerhalb von 10-20 Jahren von Kohle und Erdöl wegkommen und saubere Energie erzeugen. Fusor-Kraftwerke sind kleiner und billiger, als Kohle- und Kernkraftwerke und würden eine dezentrale Energieversorgung erlauben in der jeder Stadtteil sein eigenes Kraftwerk hat.

Bleibt die Frage: wo ist der Haken? warum gibt es das noch nicht?

Dr. Bussard sagt, dass es keinen Haken gibt. Ich kann nicht beurteilen, ob die Technik funktioniert. Es hört sich physikalisch vernünftig an und es gibt auch viele unabhängige Fusor-Entwicklungen. Es müsste nur jemand ein paar hundert Millionen Dollar investieren, um das erste Kraftwerk zu bauen.

Und da liegt laut Bussard das Problem. Jeder, der hundert Millionen Dollar/Euro investiert fragt erst mal ein paar Experten, ob das Projekt machbar ist. Und alle, die gefragt werden sind irgendwie verbunden mit der klassischen Tokamak Fusionsforschung. Der nächste Tokamak Forschungsreaktor (JET), der in Frankreich gebaut werden soll hat ein so großes Budget, dass eine ganze Generation von Fusionsforschern davon leben, arbeiten, promovieren, habilitieren, profilieren und emeritieren wird. Niemand hat ein Interesse durch ein positives Gutachten die Forschungsgelder der nächsten 20 Jahre zu gefährden. Deshalb sind alle Gutachten zumindest zurückhaltend, aber nie uneingeschränkt positiv. Bussard jedenfalls hat die Finanzierung der nächsten Stufe in den vergangenen Jahren gesucht und nicht gefunden. Er sag, dass er mit 79 Jahren inzwischen zu alt ist, um sich gegen die Widerstände durchzusetzen. Seine Firma hat ein paar Millionen vom DoD bekommen, v.a. von der Navy, weil die Navy immer an kompakten Stromquellen (für Flugzeugträger und U-Boote) interessiert ist. Aber alles was darüber hinausgeht wäre eine politische Entscheidung und da gibt es Widerstände im Establishment, angefangen von den Fusionsexperten, bis zu den Ölfirmen und Energiekonzernen.

Das alles klingt nach Verschwörungstheorie. Vielleicht ist es ja auch wahr. Vielleicht ist der Vorschlag technischer Unsinn. Vielleicht ist es die Lösung der Energie- und Umweltprobleme. Die US Navy hat EMC finanziert. Vielleicht erfahren wir in 20 Jahren, dass US Atom-U-Boote ab 2015 mit IEC-Fusion fuhren, statt mit Kernspaltung.

Der finanzielle Aufwand um Gewissheit zu bekommen ist viel geringer, als das was sonst in Fusionsforschung gesteckt wird, sogar geringer, als die jährliche Förderung alternativer Energiequellen in Deutschland. Ein Technologieland, wie Deutschland könnte zumindest die wenigen Millionen Euro investieren, um einen 1 Meter Prototyp zu bauen. Auch wenn man damit die Arbeit von Bussard noch mal wiederholt. Und Deutschland hat eine Physikerin als Bundeskanzlerin. Da könnte man auf höchster Ebene die Chancen erkennen.

Deshalb meine Bitte von Physiker zu Physikerin: liebe Frau Merkel, sehen Sie sich in einer freien Minute mal IEC-Fusion an. Vielleicht ist es ein Hoax eines alten Mannes, vielleicht aber die Lösung der Energieprobleme und der Weg zur Einhaltung ihrer Klimaziele.

Links:
- "The Advent of Clean Nuclear Fusion: Super-performance Space Power and Propulsion", Robert W. Bussard, Ph.D., 57th International Astronautical Congress, October 2-6, 2006
- "Should Google Go Nuclear?", November 9, 2006, 1.5 MB (revised August 30, 2007)
- askmar.com: IEC Fusion
- Tom Ligon’s Link and Resource List for the Bussard Fusion Reactor

Soweit der Stand der Dinge im Sommer 2007.

Letzten Monat, am 6.10.2007 ist Dr. Bussard an Krebs gestorben.

Zwei Monate zuvor ist der Forschungsvertrag für Dr. Bussards Firma EMC verlängert worden.

Es sieht so aus, also ob die US Regierung da an der falschen Stelle gespart hat. Die US Navy hat über 11 Jahre 20 Mio Dollar spendiert und keine Veröffentlichungen zugelassen. Ende 2005 ist der Forschungsauftrag ausgelaufen. Seit 2006 veröffentlich und spricht Dr. Bussard über die Technologie. Hätten sie ihn weiter finanziert, hätte die amerikanische Industrie vielleicht 10 Jahre Vorsprung gehabt. Aber Vorträge, wie der bei Google haben das Interesse von Physikern in aller Welt auf dieses Thema gelenkt. Innerhalb von wenigen Jahren werden andere Nationen, vielleicht auch die Industrie in diese Technologie investieren. Und vielleicht tritt ja der unerwartete und unwahrschinliche Fall doch ein, dass eine neue Technologie weltweit die Energieprobleme löst. Dann könnte man fossile Rostoffe besser verwenden, als sie zu verbrennen und Kernkaftwerke mit radioaktiver Strahlung blieben eine Randnotiz im Geschichtsbuch.