Fusionsenergie
Wann kommt der Fusionsreaktor?
Seit Langem träumen Forscher davon, die Kernfusion - die Energiequelle der Sterne - in irdischen Kraftwerken zu zähmen. Im Prinzip könnte das bald gelingen, doch der Teufel steckt im Detail.
Der Trick gelang zwar schon früher, aber bislang musste viel mehr Energie in die Laser gepumpt werden, als die Reaktion hergab. Dieses Mal wird die Bilanz positiv sein: Die Explosion des Pellets wird mehr Energie abgeben, als die Laser hineinstrahlten. Theoretisch kann man diesen Überschuss sammeln und damit ein Kraftwerk betreiben. Den Brennstoff liefern Substanzen in gewöhnlichem Meerwasser; der Betrieb ist emissionsfrei. Die Menschheit kann im Prinzip für immer ihren unersättlichen Energiehunger stillen, indem sie gleichsam einen Stern einfängt, um irdische Maschinen anzutreiben.
Eine weitere große Fusionsanlage namens ITER entsteht in Südfrankreich, nahe dem Dorf Cadarache. Das gut zehn Milliarden Euro teure Projekt verwendet nicht Laser, sondern supraleitende Magnete, um Wasserstoffisotope einzusperren und auf 150 Millionen Grad Celsius zu erhitzen – rund zehnmal mehr, als im Zentrum der Sonne herrschen. Auch ITER soll bald einen Nettoenergiegewinn liefern. Während ein Lasersystem nur separate Energiestöße erzeugt, können die Magnete fast kontinuierlich arbeiten und das Plasma zehn oder gar 100 Sekunden zusammenhalten.
Doch mit der erfolgreichen Zündung ist es längst nicht getan. Bau und Betrieb eines echten Fusionskraftwerks werfen so große Probleme auf, dass manche Kritiker die Idee von vornherein verwerfen. Das Baumaterial eines funktionierenden Reaktors müsste jahrelang Millionen Grad Hitze aushalten. Da es unentwegt mit hochenergetischen Kernteilchen bombardiert wird, droht es spröde und radioaktiv zu werden. In einem komplizierten Brutvorgang müsste die Anlage ihren eigenen Nuklearbrennstoff herstellen – und all das zuverlässig über Jahrzehnte hinweg, möglichst ohne Stilllegungen oder Unglücksfälle.
"Man hat gedacht, okay, das sind schwierige Probleme, aber lösbar, also konzentrieren wir uns auf die Fusion selbst", meint Richard D. Hazeltine, Direktor des Institute for Fusion Studies an der University of Texas in Austin. "Das war vielleicht ein Fehler."


Michael Moyer ist Redakteur bei
"Scientific American".
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1. Geben Fusionsreaktoren Tritium ab?
07.05.2010, Dr. W. Brüchle, Gesellschaft für Schwerionenforschung, DarmstadtMan kann nun der Meinung sein, dass das Tritium aus den Wasserstoffbomben-Tests oder Abstürzen von Militärflugzeugen (dort wurde Tritium idiotischerweise für Leuchtanzeigen verwendet) der Menschheit auch nicht viel geschadet haben - diese Meinung kann ich keinesfalls teilen. Wenn mehrere Fusionsreaktoren in Betrieb gingen, ist leicht abzuschätzen, dass sich der natürliche Vorrat von etwa 1,8 Kilogramm Tritium auf der Erde bald verdoppeln könnte. Da das Tritium aus dem Nahrungskreislauf nicht zu entfernen ist, wäre weltweit mit erhöhten Strahlenschäden zu rechnen.
Man kann dagegenhalten, dass trotz Tausender Verkehrstoten pro Jahr niemand ernsthaft die Autos abschaffen will...
Gegenüber konventionellen Atomkraftwerken mögen die Fusionskraftwerke in einigen Jahrzehnten eventuell sauber erscheinen. Aber "emissionsfrei" halte ich für eine Utopie. Ich hoffe, dass zumindest für das gelegentliche Öffnen dieser Anlagen so genannte Titan-Getter vorgesehen werden, die Tritium gut festhalten können. Durch Ausheizen kann das Tritium dann wieder ausgetrieben und verwendet werden. Bisher habe ich von solchen Sicherheitsmaßnahmen noch nichts gehört.
2. Tritium in die Umwelt?
10.05.2010, Michael Dittmar, ThoirySie schreiben in Ihrem Leserbrief: "In seinem Artikel behauptet Michael Moyer mehrfach, der Betrieb sei emissionsfrei."
Eigentlich wäre es richtiger zu sagen, Herr Moyer zitiert nur die ITER-Fan/Fusions-Gläubigen, die das behaupten.
Schauen Sie am besten mal auf die ITER-Webseite!
Aber warum legen wir nicht gleich den Finger auf
die Lüge vom "Tritium Breeding". Mehr zu diesen und anderen "Fusion Illusions" unter http://europe.theoildrum.com/node/5929.
Man könnte wirklich eine Menge Geld sparen!
3. Wirkungsgrad des Fusionsreaktors
17.05.2010, Rainer Spurny, WienWelche Dampfparameter sind angepeilt? Ist GUD-Betrieb möglich? Gibt es bereits derartige Überlegungen?
4. Typische Auslassungen
31.05.2010, Ehlert Puvogel, 13353 BerlinAls Albrecht Berblinger es 1811 nicht schaffte, mit seinem Hängegleiter über die Donau zu segeln, war klugen Kommentatoren, die Ähnlichkeit mit Michael Moyer hatten, sonnenklar, dass der Mensch es niemals schaffen würde, sich in die Lüfte zu erheben.
5. Sowieso nicht emissionsfrei
23.07.2010, Dr. Johannes Nix, GüterslohWie der Artikel beschreibt, ist die Bewältigung des Tritium-Brennstoffproblems mehr als fraglich. Das läuft aber darauf hinaus, dass die Fusionsenergie nur im Verbund mit der normalen Kernenergie genutzt werden kann, mit sämtlichen bekannten Nachteilen.
Ein weiterer kritischer Punkt ist die Sicherheit vor radioaktiver Verseuchung. Die Handhabung derartig großer Mengen an Tritium birgt Gefahren, auch wenn nur ein Teil des Brennstoffs im Reaktionsgefäß vorliegen muss. Hinzu kommen mit Magneten, Spulen, Kühlsystem usw. Materialien, die große Mengen an potenzieller Energie aufnehmen. (Beispielsweise hat die Fermi-Energie im Graphitmoderator 1957 zu einem katastrophalen Reaktorbrand in Windscale geführt.)
Ein Austritt von Tritium aber - z.B. in Folge eines Kühlmittelbrandes, wie er 1995 im Kernkraftwerk Monju (Japan) passierte - würde zu einer nicht rückgängig zu machenden Verteilung strahlenden Materials in der Biosphäre führen. Tritium als radioaktives Wasserstoffisotop ist auch deswegen gefährlich, weil es teilweise direkt in die DNA Stränge der Zellkerne eingebaut würde.