25 Jahre Kernfusion: Eine Energiequelle für Millionen Jahre

25 Jahre Kernfusion: Eine Energiequelle für Millionen Jahre

, aktualisiert 09. November 2016, 08:32 Uhr
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Für zwei Sekunden brannte am 9. November 1991 hier die erste kontrollierte Kernfusion der Welt.

Quelle:Handelsblatt Online

Energiegewinnung nach Art der Sonne: Vor 25 Jahren gelang Forschern die erste kontrollierte Kernfusion. Doch um sie als echte Energiequelle nutzbar zu machen, muss noch ein schwieriger und teurer Weg zurückgelegt werden.

Culham/BerlinMit zwei Litern Wasser und einem halben Pfund Gestein lässt sich der Strombedarf einer Familie für ein ganzes Jahr decken: Die Kernfusion nach dem Vorbild der Sonne könnte der Menschheit eine nahezu unerschöpfliche Energiequelle erschließen. Vor 25 Jahren zündeten Forscher das Sonnenfeuer erstmals kontrolliert auf der Erde.

Für zwei Sekunden brannte am 9. November 1991 die erste kontrollierte Kernfusion der Welt im europäischen Experimentalreaktor JET (Joint European Torus) im britischen Culham. Der internationale Testreaktor Iter, der zurzeit in Südfrankreich entsteht, soll der Technik nun den Weg in die Praxis ebnen. Dieser Weg verläuft allerdings derzeit noch holprig.

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Die Kernfusion gewinnt enorme Mengen Energie, indem sie leichte Atomkerne zu schwereren verschmilzt. Unsere Sonne leuchtet vor allem durch die Fusion von Wasserstoff, dem leichtesten chemischen Element, zum nächst schwereren, dem Helium. Nach diesem Vorbild sollen irdische Fusionsreaktoren die Wasserstoffvarianten Deuterium und Tritium zu Helium verschmelzen.

Energiegewinnung unter höllischen Bedingungen

Deuterium, auch als schwerer Wasserstoff bezeichnet, lässt sich aus normalem Wasser gewinnen. Tritium, sogenannter superschwerer Wasserstoff, kann ein Reaktor aus dem Leichtmetall Lithium erbrüten, das sich in Gestein findet. Der Brennstoff für die Kernfusion ist also vergleichsweise billig und im Überfluss vorhanden.

Das Fusionsfeuer zu zünden und vor allem kontrolliert aufrecht zu erhalten, ist jedoch technisch äußerst anspruchsvoll und erfordert wahrhaft höllische Bedingungen: Der Brennstoff muss auf Temperaturen von etwa 100 Millionen Grad Celsius aufgeheizt und das entstehende heiße Plasma von extremen Magnetfeldern berührungsfrei in der Brennkammer eingeschlossen werden. Berührt das Plasma die Reaktorwand, erlischt das Fusionsfeuer sofort.

Bislang hat noch kein Testreaktor mehr Energie erzeugt als in das Aufheizen und Einschließen des Plasmas hineingesteckt werden musste. Die Fusionspremiere bei JET 1991 lieferte nicht einmal ein Zehntel der Energiemenge, die zur Zündung des Feuers nötig war.

Sechs Jahre später holte JET immerhin zwei Drittel der eingesetzten Energie zurück. Für eine positive Energiebilanz ist JET jedoch zu klein. Die soll nun Iter (lateinisch: der Weg) demonstrieren und dabei mindestens zehnmal so viel Energie gewinnen wie hineingesteckt werden muss.


Ganz ohne Strahlenmüll kommt die Fusion nicht aus

„Die nächsten Entwicklungsziele der Fusionstechnologie sind der Dauerbetrieb, die Herstellung eines fusionsfähigen Plasmas und vor allem die Erzeugung nutzbarer Energie daraus“, sagt der Energieforscher Volker Handke vom Institut für Zukunftsstudien und Technologiebewertung (IZT) in Berlin. „Ungeklärt sind der Umgang mit den zu entsorgenden radioaktiven Reaktormaterialien sowie die zukünftige Rolle der Kernfusion im Energiesystem.“

Fusionsreaktoren erzeugen weniger und vor allem deutlich kurzlebigere Radioaktivität als die Kernspaltung. Ganz ohne Strahlenmüll kommen sie allerdings nicht aus. Für Tausende Jahre sichere Endlager wie für den radioaktiven Abfall der Spaltreaktoren sind jedoch nicht nötig, wie die Befürworter der Technik betonen: Nach 100 Jahren ist die Radioaktivität auf ein Zehntausendstel abgeklungen.

Als weiteren wichtigen Vorteil führen Befürworter die Klimafreundlichkeit ins Feld, denn die Kernfusion produziert keine Treibhausgase. Daher könnte die Fusion im Energiemix der Zukunft die Grundlast im Stromnetz übernehmen.

Iter hat allerdings mit Verzögerungen und stark steigenden Kosten zu kämpfen. Die Fertigstellung des ursprünglich auf rund fünf Milliarden Euro veranschlagten Reaktors war zunächst für 2018 geplant. Inzwischen rechnen die Betreiber frühestens 2025 mit dem ersten Plasma.

Die Kosten des von der EU, China, Indien, Japan, Korea, den USA und Russland getragenen Projekts sind derweil auf rund 20 Milliarden Euro geklettert. „Gemäß aktuellem Wissensstand werden weitere Jahrzehnte vergehen, bevor die Kernfusion in relevanter Weise energetisch genutzt werden kann“, sagt IZT-Energieexperte Handke.

Kritikern verschlingt das zu viel Geld und dauert zu lange. Nach Ansicht der Umweltorganisation Greenpeace ließe sich in der Zeit bis zur Kraftwerksreife der Kernfusion die gesamte weltweite Stromerzeugung auf erneuerbare Energien umstellen. Iter-Generaldirektor Bernard Bigot betont dagegen das große Potenzial der Technik.

„Heute stammen 80 Prozent des weltweiten Energieverbrauchs aus fossilen Brennstoffen, und wir wissen alle, dass diese Ressourcen nicht ewig zur Verfügung stehen“, so Bigot bei seinem Amtsantritt im vergangenen Jahr. „Mit der Fusionsenergie haben wir eine potenzielle Energiequelle für Millionen Jahre. Sie nutzbar zu machen ist eine Gelegenheit, die wir nicht auslassen können.“

Quelle:  Handelsblatt Online
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