Deutschland soll sich bei der Kernfusion weltweit an die Spitze setzen – so der Plan von Union und SPD. Der Bau des weltweit ersten Kraftwerks dieser Art wird im Koalitionsvertrag als Ziel ausgegebenen.
Doch kann Deutschland das leisten? Experten zeigen sich zuversichtlich. Fakt ist, dass es aktuell weltweit keinen Fusionsreaktor gibt, der Strom produziert. „ein Land wie Deutschland, China oder die USA kann theoretisch einen funktionsfähigen Fusionsreaktor bauen“, sagt Constantin Häfner, Vorstand für Forschung und Transfer der Fraunhofer-Gesellschaft.
Allerdings seien die technischen, finanziellen und wissenschaftlichen Herausforderungen enorm.
Zündung
Bisher konnte noch keine Fusion in einem Plasma aufrechterhalten werden. Dies ist jedoch Voraussetzung für ein Fusionskraftwerknach dem Prinzip der Magnetfusion. Dazu gehört der im Bau befindliche Forschungsreaktor ITER in Frankreich.
Ein alternatives Konzept zur Magnetfusion ist die Laserfusion, die Ende 2022 erstmals einen lokalen Netto-Energiegewinn erzielte. Sie gilt bei manchen als vielversprechender.
Materialbelastung
Bei der Kernfusion tritt nicht nur enorme Hitze auf, es entstehen dabei auch schnelle Neutronen, welche das Material eines Reaktors beim Dauerbetrieb nach und nach „zerschießen“. Vor dem Bau eines Reaktors muss belastbares Material zum Teil erst noch entwickelt und ausgiebig getestet werden.
Tritium-Kreislauf
Um auf der Erde eine Sonne zu zünden benötigt man eine besondere Variante von Wasserstoff, das Isotop Tritium. Das kommt nicht natürlich vor, sondern muss im Fusionskraftwerk selbst „erbrütet“ werden. Das geschieht durch die schnellen Neutronen, welche das Metall Lithium in Tritium umwandeln.
Diese Technologie muss erst noch entwickelt werden.
Radioaktivität
Auch beim Betrieb von Fusionsreaktoren spielt Radioaktivität eine Rolle. Tritium ist radioaktiv und benötigt im Umgang entsprechende Vorkehrungen. Auch das Material des Reaktors wird mit der Zeit durch den ständigen Neutronen- Beschuss radioaktiv. Zwar entstehen keine hochradioaktiven Stoffe, dennoch müsste das Material etwa 100 bis 200 Jahre zwischengelagert werden, bis man es wieder verwenden kann.
Der internationale Forschungsreaktor ITER
Die Experten sagen, dass die Herausforderungen theoretisch zu meistern sind. In Frankreich wird seit vielen Jahren an dem internationalen Forschungsreaktor ITER gebaut, der all diese Probleme lösen soll. Es wird als realistisch angesehen, das ITER in den 2030er Jahren ein brennendes Plasma erzeugen wird, was der Erreichung des Meilensteins „Selbstheizung des Plasmas bedeutet.
Iter soll damit das erste Fusionsexperiment sein, das mehr Energie erzeugt, als es verbraucht.
Ein Folgeprojekt namens DEMO soll dann erstmals Fusions-Strom ins Netz liefern. Experten rechnen frühestenz ion den 2040 er Jahren damit.
Die Forschung in Deutschland
Nach der Aussage von Klaus Hesch, Strategie-Berater beim Kernfusionsprogramm am Karlsruher Institut für Technologie sei in Deutschland das Know-how zur Umsetzung von Magnetfusion wie auch von Laserfusion vorhanden.
Deutschland hat ein eigenes Konzept der Magnetfusion entwickelt, den sogenannten Stellarator. Ihm werden einige Vorteile gegenüber dem Aufbau des ITER nachgesagt, der auf die Bauweise namens Tokamak setzt. Stellaratoren können kontinuierlich Energie liefern, ein Tokamak arbeiten in Pulsen von etwa 15 Minuten. Mit dem Wendelstein 7-X steht ein Stellarator bei Greifswald, der weltweit als die fortschrittlichste Anlage in diesem Bereich gilt.
Im Bereich der Laserfusion sind die USA in der Grundlagenforschung weit voraus, Deutschland verfügt aber über eine hoch kompetente Industrie. Derzeit rechnet keines der deutschen Unternehmen damit, vor den 2030er Jahren erste Testreaktoren zu realisieren.
Experten sehen Chancen, dass Deutschland einen funktionsfähigen Fusionsreaktor baut.
Auch in anderen Ländern wie China und den USA laufen Bemühungen, den ersten Fusionsreaktor zu entwickeln.
Der Nachweis, dass die klimaneutrale Kernfusion tatsächlich Energie bereitstellen kann, dürfte der gesamten Menschheit zugute kommen.
Quelle: ntv
Lothar Starke
Vorsitzender
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Foto: Industriemuseum Region Teltow