Wo liegt eigentlich der Nachteil bei der Kernfusion, und warum kann sie noch nicht genutzt werden?
09. Juli 2012
Wo liegt eigentlich der Nachteil bei der Kernfusion, und warum kann sie noch nicht genutzt werden?
Hauptsächlicher Nachteil der Fusionskraftwerke ist wohl, dass es sie noch nicht gibt. Denn es ist eine große Herausforderung, die Energiequelle von Sonne und Sternen auf der Erde nachzubauen. Dazu muss man die Bedingungen herstellen, unter denen in einem 100 Millionen Grad heißen Plasma – einem ultradünnen, ionisierten Gas – dauerhaft Fusionsreaktionen ablaufen können. Mit dem internationalen Experimentalreaktor ITER, der zurzeit in Cadarache in Südfrankreich aufgebaut wird, steht die Fusionsforschung jetzt aber unmittelbar vor der Demonstration eines Energie liefernden Plasmas.
Der Weg hierhin war lang: Bald nach Beginn der Forschung in den 1950er Jahren wurde klar, dass zur Entwicklung der Fusion intensive Grundlagenforschung nötig ist, um die hochkomplexen, vielfach rückgekoppelten Vorgänge im Plasma verstehen zu lernen. Seither hat man sich Schritt für Schritt an das Ziel herangearbeitet: Die ersten Anlagen waren um den Faktor 50.000.000 von den Plasmawerten entfernt, die zum Brennen gebraucht werden, heute fehlt nur noch etwa eine Größenordnung. Rekordhalter ist die europäische Gemeinschaftsanlage JET, der „Joint European Torus“ in Culham/Großbritannien, die bereits eine Fusionsleistung von 16 Megawatt erzeugt hat. Für einen Nettogewinn an Energie ist das JET-Plasma jedoch zu klein.
Dies ist die Aufgabe von ITER, an dem Fusionsforscher aus der ganzen Welt arbeiten. Er soll eine Fusionsleistung von 500 Megawatt liefern – zehnmal mehr, als zur Aufheizung des Plasmas verbraucht wird. Auf ITER wird dann eine Demonstrationsanlage folgen, die alle Funktionen eines Kraftwerks erfüllt. Angesichts der Planungs-, Bau- und Betriebszeit für ITER und seinen Nachfolger könnte ein Fusionskraftwerk also gegen die Mitte des Jahrhunderts wirtschaftlich nutzbare Energie liefern. Die große Ausdauer lohnt sich: Der Brennstoff für die Fusion – Deuterium und Lithium, aus dem im Kraftwerk Tritium hergestellt wird – ist in fast unerschöpflicher Menge überall auf der Welt vorhanden. Ein Gramm davon könnte soviel Energie freisetzen wie elf Tonnen Kohle.
Diese Frage wurde beantwortet von Frau Isabella Milch vom Max-Planck-Institut für Plasmaphysik.