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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.
FusionsreaktorLaden...
Die Zündung steht nun kurz bevor. Vielleicht schon in einem Jahr wird das weltweit größte und leistungsstärkste Lasersystem an der National Ignition Facility in Livermore (Kalifornien) - ein 13 Jahre altes und vier Milliarden Dollar teures Unternehmen – seine gesamte Energie auf ein Materiekörnchen konzentrieren. Die geballte Strahlung wird das Target mit solcher Macht zermalmen, dass die Wasserstoffisotope im Inneren durch Kernfusion die Energie einer winzigen HBombe freisetzen.

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."...
Mai 2010

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft Mai 2010

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