Der weltweit größte Fusionsreaktor wird derzeit in Europa, genauer gesagt in Südfrankreich, gebaut. In 2025 soll in diesem dann zum ersten mal Plasma hergestellt werden. Doch was hat es mit dem zukünftig weltgrößten Fusionsreaktor ITER, welches zum einen für “International Thermonuclear Experimental Reactor” steht, jedoch auch im lateinischen “der Weg” bedeutet, genau auf sich? Wir haben uns für Sie schlau gemacht.
Der Traum von der sauberen Energie
Das Interesse an Fusionsenergie ist groß, da diese effizienter ist als unsere derzeitig verwendeten erneuerbaren Energiequellen und zudem auch sauberer als Kernenergie. Fusionsenergie benötigt gewisse Formen von Wasserstoff, Deuterium und Tritium genannt. Deuterium kann aus Wasser gewonnen werden und ist somit eine ungefährliche und unerschöpfliche Energiequelle. Somit würden auch die Gefahren und Probleme, welche beispielsweise durch Uran verursacht werden, fast vollständig wegfallen. Sollte ein Fusionsreaktor beispielsweise durch ein Erdbeben beschädigt werden, welches katastrophale Folgen für Kraftwerke, in welchen Kernspaltung betrieben wird, haben kann, bricht lediglich der Kernfusionsprozess zusammen, da sich das Plasma nicht selbstständig weiter verdichten kann. Kernfusion und -spaltung sind physisch gesehen zwei komplett verschiedene Prozesse: Während die Kernspaltung unkontrolliert fortbestehen kann, kann Kernfusion ohne das Einhalten der strikten Kontrollbedingungen, d.h. Druck und Temperatur, nicht selbstständig fortbestehen. Der anfallende Abfall des Fusionsreaktor besteht nicht wie in der Kernspaltung von beispielsweise Uran aus hochradioaktivem Material. Stattdessen sind die Abfallprodukte der Kernfusion zum einen der verbrauchte Wasserstoff, welcher gasförmiges Helium zurücklässt, sowie Radioisotope, deren Halbwertszeit jedoch weniger als 10 Jahre beträgt. Somit spricht alles für Fusionsenergie als Energiequelle der Zukunft. Der einzige Haken: Die technischen Hürden, welche überkommen werden müssen. Wissenschaftler beschäftigen sich weltweit schon seit Jahrzehnten mit der technischen Umsetzung der Fusionsenergie - ein wahres Wettrennen ist dabei entfacht: Welches Forschungsteam kann das wilde Plasma als erstes bändigen und Fusionsenergie marktfähig machen?
Der Hürdenlauf mit der Fusionsenergie
Der Bau des ITER begann bereits in 2007 in Südfrankreichs Kernforschungszentrum Cadarache. Ein kompliziertes bautechnisches Unterfangen, für welches über eine Millionen Bauteile benötigt werden. Abgeschlossen sein soll der Bau des Reaktors, des Typs Tokamak, in welchem wissenschaftliche Mitarbeiter aus rund 35 Ländern zusammen arbeiten werden, im Jahr 2025. Der Reaktor selbst ähnelt der Form eines Donuts: Ein rundes Gehäuse, in welchem supraleitende Magnete dafür sorgen sollen, dass die Kerne der im Reaktor befindlichen Wasserstoffatome fusionieren, d.h. dass die elektromagnetische Kraft der Wasserstoffionen überkommen werden kann und die Kerne der Wasserstoffatome miteinander verschmelzen. Damit dies geschieht, benötigt es extreme Hitze sowie hohen Druck. Stimmen diese Bedingungen, wird der eigentlich gasförmige Wasserstoff in Plasma umgewandelt. Um die benötigte Temperatur in Relation zu setzen: In 2016 gelang es Forschern in einem chinesischen Reaktor, einen Plasmaring in einem Tokamak-Reaktor für 102 Sekunden bei 100 Millionen Grad Celsius zu stabilisieren. Das entspricht einer Temperatur, welche sechs mal heißer ist als der Kern unserer Sonne. Der damalige Versuchsleiter des Forscherteams, Professor Luo Guangnan, beschrieb den Erfolg jedoch als einen “Ritt auf einem Wildpferd”, da das Plasma so schwer zu bändigen war. Der ITER Tokamak-Reaktor in Cadarache soll nun dank Plasmastroms zu noch höheren Temperaturen, bis zu über 150 Millionen Grad Celsius, fähig sein.
Fazit
Fusionsenergie würde tatsächlich viele unserer derzeitigen Probleme lösen: Saubere Energie von einer unerschöpflichen Rohstoffquelle, welche in einer Anlage hergestellt werden kann, ohne das dabei große Gefahren für Mensch und Natur entstehen. Bis zur Umsetzung dieser Technologie bzw. bis diese tatsächlich marktfähig sein wird, werden wir jedoch voraussichtlich noch ein Jahrzehnt warten müssen.
Niklas Voß
